]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/dev/netmap/netmap_kern.h
Copy libevent sources to contrib
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / dev / netmap / netmap_kern.h
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (C) 2011-2014 Matteo Landi, Luigi Rizzo
5  * Copyright (C) 2013-2016 Universita` di Pisa
6  * All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  *   2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
27  * SUCH DAMAGE.
28  */
29
30 /*
31  * $FreeBSD$
32  *
33  * The header contains the definitions of constants and function
34  * prototypes used only in kernelspace.
35  */
36
37 #ifndef _NET_NETMAP_KERN_H_
38 #define _NET_NETMAP_KERN_H_
39
40 #if defined(linux)
41
42 #if defined(CONFIG_NETMAP_EXTMEM)
43 #define WITH_EXTMEM
44 #endif
45 #if  defined(CONFIG_NETMAP_VALE)
46 #define WITH_VALE
47 #endif
48 #if defined(CONFIG_NETMAP_PIPE)
49 #define WITH_PIPES
50 #endif
51 #if defined(CONFIG_NETMAP_MONITOR)
52 #define WITH_MONITOR
53 #endif
54 #if defined(CONFIG_NETMAP_GENERIC)
55 #define WITH_GENERIC
56 #endif
57 #if defined(CONFIG_NETMAP_PTNETMAP_GUEST)
58 #define WITH_PTNETMAP_GUEST
59 #endif
60 #if defined(CONFIG_NETMAP_PTNETMAP_HOST)
61 #define WITH_PTNETMAP_HOST
62 #endif
63 #if defined(CONFIG_NETMAP_SINK)
64 #define WITH_SINK
65 #endif
66
67 #elif defined (_WIN32)
68 #define WITH_VALE       // comment out to disable VALE support
69 #define WITH_PIPES
70 #define WITH_MONITOR
71 #define WITH_GENERIC
72
73 #else   /* neither linux nor windows */
74 #define WITH_VALE       // comment out to disable VALE support
75 #define WITH_PIPES
76 #define WITH_MONITOR
77 #define WITH_GENERIC
78 #define WITH_PTNETMAP_HOST      /* ptnetmap host support */
79 #define WITH_PTNETMAP_GUEST     /* ptnetmap guest support */
80 #define WITH_EXTMEM
81 #endif
82
83 #if defined(__FreeBSD__)
84 #include <sys/selinfo.h>
85
86 #define likely(x)       __builtin_expect((long)!!(x), 1L)
87 #define unlikely(x)     __builtin_expect((long)!!(x), 0L)
88 #define __user
89
90 #define NM_LOCK_T       struct mtx      /* low level spinlock, used to protect queues */
91
92 #define NM_MTX_T        struct sx       /* OS-specific mutex (sleepable) */
93 #define NM_MTX_INIT(m)          sx_init(&(m), #m)
94 #define NM_MTX_DESTROY(m)       sx_destroy(&(m))
95 #define NM_MTX_LOCK(m)          sx_xlock(&(m))
96 #define NM_MTX_SPINLOCK(m)      while (!sx_try_xlock(&(m))) ;
97 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        sx_xunlock(&(m))
98 #define NM_MTX_ASSERT(m)        sx_assert(&(m), SA_XLOCKED)
99
100 #define NM_SELINFO_T    struct nm_selinfo
101 #define NM_SELRECORD_T  struct thread
102 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->m_pkthdr.len)
103 #define MBUF_TXQ(m)     ((m)->m_pkthdr.flowid)
104 #define MBUF_TRANSMIT(na, ifp, m)       ((na)->if_transmit(ifp, m))
105 #define GEN_TX_MBUF_IFP(m)      ((m)->m_pkthdr.rcvif)
106
107 #define NM_ATOMIC_T     volatile int /* required by atomic/bitops.h */
108 /* atomic operations */
109 #include <machine/atomic.h>
110 #define NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(p)       (!atomic_cmpset_acq_int((p), 0, 1))
111 #define NM_ATOMIC_CLEAR(p)              atomic_store_rel_int((p), 0)
112
113 #if __FreeBSD_version >= 1100030
114 #define WNA(_ifp)       (_ifp)->if_netmap
115 #else /* older FreeBSD */
116 #define WNA(_ifp)       (_ifp)->if_pspare[0]
117 #endif /* older FreeBSD */
118
119 #if __FreeBSD_version >= 1100005
120 struct netmap_adapter *netmap_getna(if_t ifp);
121 #endif
122
123 #if __FreeBSD_version >= 1100027
124 #define MBUF_REFCNT(m)          ((m)->m_ext.ext_count)
125 #define SET_MBUF_REFCNT(m, x)   (m)->m_ext.ext_count = x
126 #else
127 #define MBUF_REFCNT(m)          ((m)->m_ext.ref_cnt ? *((m)->m_ext.ref_cnt) : -1)
128 #define SET_MBUF_REFCNT(m, x)   *((m)->m_ext.ref_cnt) = x
129 #endif
130
131 #define MBUF_QUEUED(m)          1
132
133 struct nm_selinfo {
134         struct selinfo si;
135         struct mtx m;
136 };
137
138
139 struct hrtimer {
140     /* Not used in FreeBSD. */
141 };
142
143 #define NM_BNS_GET(b)
144 #define NM_BNS_PUT(b)
145
146 #elif defined (linux)
147
148 #define NM_LOCK_T       safe_spinlock_t // see bsd_glue.h
149 #define NM_SELINFO_T    wait_queue_head_t
150 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->len)
151 #define MBUF_TRANSMIT(na, ifp, m)                                                       \
152         ({                                                                              \
153                 /* Avoid infinite recursion with generic. */                            \
154                 m->priority = NM_MAGIC_PRIORITY_TX;                                     \
155                 (((struct net_device_ops *)(na)->if_transmit)->ndo_start_xmit(m, ifp)); \
156                 0;                                                                      \
157         })
158
159 /* See explanation in nm_os_generic_xmit_frame. */
160 #define GEN_TX_MBUF_IFP(m)      ((struct ifnet *)skb_shinfo(m)->destructor_arg)
161
162 #define NM_ATOMIC_T     volatile long unsigned int
163
164 #define NM_MTX_T        struct mutex    /* OS-specific sleepable lock */
165 #define NM_MTX_INIT(m)  mutex_init(&(m))
166 #define NM_MTX_DESTROY(m)       do { (void)(m); } while (0)
167 #define NM_MTX_LOCK(m)          mutex_lock(&(m))
168 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        mutex_unlock(&(m))
169 #define NM_MTX_ASSERT(m)        mutex_is_locked(&(m))
170
171 #ifndef DEV_NETMAP
172 #define DEV_NETMAP
173 #endif /* DEV_NETMAP */
174
175 #elif defined (__APPLE__)
176
177 #warning apple support is incomplete.
178 #define likely(x)       __builtin_expect(!!(x), 1)
179 #define unlikely(x)     __builtin_expect(!!(x), 0)
180 #define NM_LOCK_T       IOLock *
181 #define NM_SELINFO_T    struct selinfo
182 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->m_pkthdr.len)
183
184 #elif defined (_WIN32)
185 #include "../../../WINDOWS/win_glue.h"
186
187 #define NM_SELRECORD_T          IO_STACK_LOCATION
188 #define NM_SELINFO_T            win_SELINFO             // see win_glue.h
189 #define NM_LOCK_T               win_spinlock_t  // see win_glue.h
190 #define NM_MTX_T                KGUARDED_MUTEX  /* OS-specific mutex (sleepable) */
191
192 #define NM_MTX_INIT(m)          KeInitializeGuardedMutex(&m);
193 #define NM_MTX_DESTROY(m)       do { (void)(m); } while (0)
194 #define NM_MTX_LOCK(m)          KeAcquireGuardedMutex(&(m))
195 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        KeReleaseGuardedMutex(&(m))
196 #define NM_MTX_ASSERT(m)        assert(&m.Count>0)
197
198 //These linknames are for the NDIS driver
199 #define NETMAP_NDIS_LINKNAME_STRING             L"\\DosDevices\\NMAPNDIS"
200 #define NETMAP_NDIS_NTDEVICE_STRING             L"\\Device\\NMAPNDIS"
201
202 //Definition of internal driver-to-driver ioctl codes
203 #define NETMAP_KERNEL_XCHANGE_POINTERS          _IO('i', 180)
204 #define NETMAP_KERNEL_SEND_SHUTDOWN_SIGNAL      _IO_direct('i', 195)
205
206 typedef struct hrtimer{
207         KTIMER timer;
208         BOOLEAN active;
209         KDPC deferred_proc;
210 };
211
212 /* MSVC does not have likely/unlikely support */
213 #ifdef _MSC_VER
214 #define likely(x)       (x)
215 #define unlikely(x)     (x)
216 #else
217 #define likely(x)       __builtin_expect((long)!!(x), 1L)
218 #define unlikely(x)     __builtin_expect((long)!!(x), 0L)
219 #endif //_MSC_VER
220
221 #else
222
223 #error unsupported platform
224
225 #endif /* end - platform-specific code */
226
227 #ifndef _WIN32 /* support for emulated sysctl */
228 #define SYSBEGIN(x)
229 #define SYSEND
230 #endif /* _WIN32 */
231
232 #define NM_ACCESS_ONCE(x)       (*(volatile __typeof__(x) *)&(x))
233
234 #define NMG_LOCK_T              NM_MTX_T
235 #define NMG_LOCK_INIT()         NM_MTX_INIT(netmap_global_lock)
236 #define NMG_LOCK_DESTROY()      NM_MTX_DESTROY(netmap_global_lock)
237 #define NMG_LOCK()              NM_MTX_LOCK(netmap_global_lock)
238 #define NMG_UNLOCK()            NM_MTX_UNLOCK(netmap_global_lock)
239 #define NMG_LOCK_ASSERT()       NM_MTX_ASSERT(netmap_global_lock)
240
241 #if defined(__FreeBSD__)
242 #define nm_prerr        printf
243 #define nm_prinf        printf
244 #elif defined (_WIN32)
245 #define nm_prerr        DbgPrint
246 #define nm_prinf        DbgPrint
247 #elif defined(linux)
248 #define nm_prerr(fmt, arg...)    printk(KERN_ERR fmt, ##arg)
249 #define nm_prinf(fmt, arg...)    printk(KERN_INFO fmt, ##arg)
250 #endif
251
252 #define ND(format, ...)
253 #define D(format, ...)                                          \
254         do {                                                    \
255                 struct timeval __xxts;                          \
256                 microtime(&__xxts);                             \
257                 nm_prerr("%03d.%06d [%4d] %-25s " format "\n",  \
258                 (int)__xxts.tv_sec % 1000, (int)__xxts.tv_usec, \
259                 __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__);         \
260         } while (0)
261
262 /* rate limited, lps indicates how many per second */
263 #define RD(lps, format, ...)                                    \
264         do {                                                    \
265                 static int t0, __cnt;                           \
266                 if (t0 != time_second) {                        \
267                         t0 = time_second;                       \
268                         __cnt = 0;                              \
269                 }                                               \
270                 if (__cnt++ < lps)                              \
271                         D(format, ##__VA_ARGS__);               \
272         } while (0)
273
274 struct netmap_adapter;
275 struct nm_bdg_fwd;
276 struct nm_bridge;
277 struct netmap_priv_d;
278
279 /* os-specific NM_SELINFO_T initialzation/destruction functions */
280 void nm_os_selinfo_init(NM_SELINFO_T *);
281 void nm_os_selinfo_uninit(NM_SELINFO_T *);
282
283 const char *nm_dump_buf(char *p, int len, int lim, char *dst);
284
285 void nm_os_selwakeup(NM_SELINFO_T *si);
286 void nm_os_selrecord(NM_SELRECORD_T *sr, NM_SELINFO_T *si);
287
288 int nm_os_ifnet_init(void);
289 void nm_os_ifnet_fini(void);
290 void nm_os_ifnet_lock(void);
291 void nm_os_ifnet_unlock(void);
292
293 unsigned nm_os_ifnet_mtu(struct ifnet *ifp);
294
295 void nm_os_get_module(void);
296 void nm_os_put_module(void);
297
298 void netmap_make_zombie(struct ifnet *);
299 void netmap_undo_zombie(struct ifnet *);
300
301 /* os independent alloc/realloc/free */
302 void *nm_os_malloc(size_t);
303 void *nm_os_vmalloc(size_t);
304 void *nm_os_realloc(void *, size_t new_size, size_t old_size);
305 void nm_os_free(void *);
306 void nm_os_vfree(void *);
307
308 /* passes a packet up to the host stack.
309  * If the packet is sent (or dropped) immediately it returns NULL,
310  * otherwise it links the packet to prev and returns m.
311  * In this case, a final call with m=NULL and prev != NULL will send up
312  * the entire chain to the host stack.
313  */
314 void *nm_os_send_up(struct ifnet *, struct mbuf *m, struct mbuf *prev);
315
316 int nm_os_mbuf_has_offld(struct mbuf *m);
317
318 #include "netmap_mbq.h"
319
320 extern NMG_LOCK_T       netmap_global_lock;
321
322 enum txrx { NR_RX = 0, NR_TX = 1, NR_TXRX };
323
324 static __inline const char*
325 nm_txrx2str(enum txrx t)
326 {
327         return (t== NR_RX ? "RX" : "TX");
328 }
329
330 static __inline enum txrx
331 nm_txrx_swap(enum txrx t)
332 {
333         return (t== NR_RX ? NR_TX : NR_RX);
334 }
335
336 #define for_rx_tx(t)    for ((t) = 0; (t) < NR_TXRX; (t)++)
337
338 #ifdef WITH_MONITOR
339 struct netmap_zmon_list {
340         struct netmap_kring *next;
341         struct netmap_kring *prev;
342 };
343 #endif /* WITH_MONITOR */
344
345 /*
346  * private, kernel view of a ring. Keeps track of the status of
347  * a ring across system calls.
348  *
349  *      nr_hwcur        index of the next buffer to refill.
350  *                      It corresponds to ring->head
351  *                      at the time the system call returns.
352  *
353  *      nr_hwtail       index of the first buffer owned by the kernel.
354  *                      On RX, hwcur->hwtail are receive buffers
355  *                      not yet released. hwcur is advanced following
356  *                      ring->head, hwtail is advanced on incoming packets,
357  *                      and a wakeup is generated when hwtail passes ring->cur
358  *                          On TX, hwcur->rcur have been filled by the sender
359  *                      but not sent yet to the NIC; rcur->hwtail are available
360  *                      for new transmissions, and hwtail->hwcur-1 are pending
361  *                      transmissions not yet acknowledged.
362  *
363  * The indexes in the NIC and netmap rings are offset by nkr_hwofs slots.
364  * This is so that, on a reset, buffers owned by userspace are not
365  * modified by the kernel. In particular:
366  * RX rings: the next empty buffer (hwtail + hwofs) coincides with
367  *      the next empty buffer as known by the hardware (next_to_check or so).
368  * TX rings: hwcur + hwofs coincides with next_to_send
369  *
370  * The following fields are used to implement lock-free copy of packets
371  * from input to output ports in VALE switch:
372  *      nkr_hwlease     buffer after the last one being copied.
373  *                      A writer in nm_bdg_flush reserves N buffers
374  *                      from nr_hwlease, advances it, then does the
375  *                      copy outside the lock.
376  *                      In RX rings (used for VALE ports),
377  *                      nkr_hwtail <= nkr_hwlease < nkr_hwcur+N-1
378  *                      In TX rings (used for NIC or host stack ports)
379  *                      nkr_hwcur <= nkr_hwlease < nkr_hwtail
380  *      nkr_leases      array of nkr_num_slots where writers can report
381  *                      completion of their block. NR_NOSLOT (~0) indicates
382  *                      that the writer has not finished yet
383  *      nkr_lease_idx   index of next free slot in nr_leases, to be assigned
384  *
385  * The kring is manipulated by txsync/rxsync and generic netmap function.
386  *
387  * Concurrent rxsync or txsync on the same ring are prevented through
388  * by nm_kr_(try)lock() which in turn uses nr_busy. This is all we need
389  * for NIC rings, and for TX rings attached to the host stack.
390  *
391  * RX rings attached to the host stack use an mbq (rx_queue) on both
392  * rxsync_from_host() and netmap_transmit(). The mbq is protected
393  * by its internal lock.
394  *
395  * RX rings attached to the VALE switch are accessed by both senders
396  * and receiver. They are protected through the q_lock on the RX ring.
397  */
398 struct netmap_kring {
399         struct netmap_ring      *ring;
400
401         uint32_t        nr_hwcur;  /* should be nr_hwhead */
402         uint32_t        nr_hwtail;
403
404         /*
405          * Copies of values in user rings, so we do not need to look
406          * at the ring (which could be modified). These are set in the
407          * *sync_prologue()/finalize() routines.
408          */
409         uint32_t        rhead;
410         uint32_t        rcur;
411         uint32_t        rtail;
412
413         uint32_t        nr_kflags;      /* private driver flags */
414 #define NKR_PENDINTR    0x1             // Pending interrupt.
415 #define NKR_EXCLUSIVE   0x2             /* exclusive binding */
416 #define NKR_FORWARD     0x4             /* (host ring only) there are
417                                            packets to forward
418                                          */
419 #define NKR_NEEDRING    0x8             /* ring needed even if users==0
420                                          * (used internally by pipes and
421                                          *  by ptnetmap host ports)
422                                          */
423 #define NKR_NOINTR      0x10            /* don't use interrupts on this ring */
424 #define NKR_FAKERING    0x20            /* don't allocate/free buffers */
425
426         uint32_t        nr_mode;
427         uint32_t        nr_pending_mode;
428 #define NKR_NETMAP_OFF  0x0
429 #define NKR_NETMAP_ON   0x1
430
431         uint32_t        nkr_num_slots;
432
433         /*
434          * On a NIC reset, the NIC ring indexes may be reset but the
435          * indexes in the netmap rings remain the same. nkr_hwofs
436          * keeps track of the offset between the two.
437          */
438         int32_t         nkr_hwofs;
439
440         /* last_reclaim is opaque marker to help reduce the frequency
441          * of operations such as reclaiming tx buffers. A possible use
442          * is set it to ticks and do the reclaim only once per tick.
443          */
444         uint64_t        last_reclaim;
445
446
447         NM_SELINFO_T    si;             /* poll/select wait queue */
448         NM_LOCK_T       q_lock;         /* protects kring and ring. */
449         NM_ATOMIC_T     nr_busy;        /* prevent concurrent syscalls */
450
451         /* the adapter the owns this kring */
452         struct netmap_adapter *na;
453
454         /* the adapter that wants to be notified when this kring has
455          * new slots avaialable. This is usually the same as the above,
456          * but wrappers may let it point to themselves
457          */
458         struct netmap_adapter *notify_na;
459
460         /* The following fields are for VALE switch support */
461         struct nm_bdg_fwd *nkr_ft;
462         uint32_t        *nkr_leases;
463 #define NR_NOSLOT       ((uint32_t)~0)  /* used in nkr_*lease* */
464         uint32_t        nkr_hwlease;
465         uint32_t        nkr_lease_idx;
466
467         /* while nkr_stopped is set, no new [tr]xsync operations can
468          * be started on this kring.
469          * This is used by netmap_disable_all_rings()
470          * to find a synchronization point where critical data
471          * structures pointed to by the kring can be added or removed
472          */
473         volatile int nkr_stopped;
474
475         /* Support for adapters without native netmap support.
476          * On tx rings we preallocate an array of tx buffers
477          * (same size as the netmap ring), on rx rings we
478          * store incoming mbufs in a queue that is drained by
479          * a rxsync.
480          */
481         struct mbuf     **tx_pool;
482         struct mbuf     *tx_event;      /* TX event used as a notification */
483         NM_LOCK_T       tx_event_lock;  /* protects the tx_event mbuf */
484         struct mbq      rx_queue;       /* intercepted rx mbufs. */
485
486         uint32_t        users;          /* existing bindings for this ring */
487
488         uint32_t        ring_id;        /* kring identifier */
489         enum txrx       tx;             /* kind of ring (tx or rx) */
490         char name[64];                  /* diagnostic */
491
492         /* [tx]sync callback for this kring.
493          * The default nm_kring_create callback (netmap_krings_create)
494          * sets the nm_sync callback of each hardware tx(rx) kring to
495          * the corresponding nm_txsync(nm_rxsync) taken from the
496          * netmap_adapter; moreover, it sets the sync callback
497          * of the host tx(rx) ring to netmap_txsync_to_host
498          * (netmap_rxsync_from_host).
499          *
500          * Overrides: the above configuration is not changed by
501          * any of the nm_krings_create callbacks.
502          */
503         int (*nm_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
504         int (*nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
505
506 #ifdef WITH_PIPES
507         struct netmap_kring *pipe;      /* if this is a pipe ring,
508                                          * pointer to the other end
509                                          */
510 #endif /* WITH_PIPES */
511
512 #ifdef WITH_VALE
513         int (*save_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
514 #endif
515
516 #ifdef WITH_MONITOR
517         /* array of krings that are monitoring this kring */
518         struct netmap_kring **monitors;
519         uint32_t max_monitors; /* current size of the monitors array */
520         uint32_t n_monitors;    /* next unused entry in the monitor array */
521         uint32_t mon_pos[NR_TXRX]; /* index of this ring in the monitored ring array */
522         uint32_t mon_tail;  /* last seen slot on rx */
523
524         /* circular list of zero-copy monitors */
525         struct netmap_zmon_list zmon_list[NR_TXRX];
526
527         /*
528          * Monitors work by intercepting the sync and notify callbacks of the
529          * monitored krings. This is implemented by replacing the pointers
530          * above and saving the previous ones in mon_* pointers below
531          */
532         int (*mon_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
533         int (*mon_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
534
535 #endif
536 }
537 #ifdef _WIN32
538 __declspec(align(64));
539 #else
540 __attribute__((__aligned__(64)));
541 #endif
542
543 /* return 1 iff the kring needs to be turned on */
544 static inline int
545 nm_kring_pending_on(struct netmap_kring *kring)
546 {
547         return kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_ON &&
548                kring->nr_mode == NKR_NETMAP_OFF;
549 }
550
551 /* return 1 iff the kring needs to be turned off */
552 static inline int
553 nm_kring_pending_off(struct netmap_kring *kring)
554 {
555         return kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_OFF &&
556                kring->nr_mode == NKR_NETMAP_ON;
557 }
558
559 /* return the next index, with wraparound */
560 static inline uint32_t
561 nm_next(uint32_t i, uint32_t lim)
562 {
563         return unlikely (i == lim) ? 0 : i + 1;
564 }
565
566
567 /* return the previous index, with wraparound */
568 static inline uint32_t
569 nm_prev(uint32_t i, uint32_t lim)
570 {
571         return unlikely (i == 0) ? lim : i - 1;
572 }
573
574
575 /*
576  *
577  * Here is the layout for the Rx and Tx rings.
578
579        RxRING                            TxRING
580
581       +-----------------+            +-----------------+
582       |                 |            |                 |
583       |      free       |            |      free       |
584       +-----------------+            +-----------------+
585 head->| owned by user   |<-hwcur     | not sent to nic |<-hwcur
586       |                 |            | yet             |
587       +-----------------+            |                 |
588  cur->| available to    |            |                 |
589       | user, not read  |            +-----------------+
590       | yet             |       cur->| (being          |
591       |                 |            |  prepared)      |
592       |                 |            |                 |
593       +-----------------+            +     ------      +
594 tail->|                 |<-hwtail    |                 |<-hwlease
595       | (being          | ...        |                 | ...
596       |  prepared)      | ...        |                 | ...
597       +-----------------+ ...        |                 | ...
598       |                 |<-hwlease   +-----------------+
599       |                 |      tail->|                 |<-hwtail
600       |                 |            |                 |
601       |                 |            |                 |
602       |                 |            |                 |
603       +-----------------+            +-----------------+
604
605  * The cur/tail (user view) and hwcur/hwtail (kernel view)
606  * are used in the normal operation of the card.
607  *
608  * When a ring is the output of a switch port (Rx ring for
609  * a VALE port, Tx ring for the host stack or NIC), slots
610  * are reserved in blocks through 'hwlease' which points
611  * to the next unused slot.
612  * On an Rx ring, hwlease is always after hwtail,
613  * and completions cause hwtail to advance.
614  * On a Tx ring, hwlease is always between cur and hwtail,
615  * and completions cause cur to advance.
616  *
617  * nm_kr_space() returns the maximum number of slots that
618  * can be assigned.
619  * nm_kr_lease() reserves the required number of buffers,
620  *    advances nkr_hwlease and also returns an entry in
621  *    a circular array where completions should be reported.
622  */
623
624 struct lut_entry;
625 #ifdef __FreeBSD__
626 #define plut_entry lut_entry
627 #endif
628
629 struct netmap_lut {
630         struct lut_entry *lut;
631         struct plut_entry *plut;
632         uint32_t objtotal;      /* max buffer index */
633         uint32_t objsize;       /* buffer size */
634 };
635
636 struct netmap_vp_adapter; // forward
637
638 /* Struct to be filled by nm_config callbacks. */
639 struct nm_config_info {
640         unsigned num_tx_rings;
641         unsigned num_rx_rings;
642         unsigned num_tx_descs;
643         unsigned num_rx_descs;
644         unsigned rx_buf_maxsize;
645 };
646
647 /*
648  * The "struct netmap_adapter" extends the "struct adapter"
649  * (or equivalent) device descriptor.
650  * It contains all base fields needed to support netmap operation.
651  * There are in fact different types of netmap adapters
652  * (native, generic, VALE switch...) so a netmap_adapter is
653  * just the first field in the derived type.
654  */
655 struct netmap_adapter {
656         /*
657          * On linux we do not have a good way to tell if an interface
658          * is netmap-capable. So we always use the following trick:
659          * NA(ifp) points here, and the first entry (which hopefully
660          * always exists and is at least 32 bits) contains a magic
661          * value which we can use to detect that the interface is good.
662          */
663         uint32_t magic;
664         uint32_t na_flags;      /* enabled, and other flags */
665 #define NAF_SKIP_INTR   1       /* use the regular interrupt handler.
666                                  * useful during initialization
667                                  */
668 #define NAF_SW_ONLY     2       /* forward packets only to sw adapter */
669 #define NAF_BDG_MAYSLEEP 4      /* the bridge is allowed to sleep when
670                                  * forwarding packets coming from this
671                                  * interface
672                                  */
673 #define NAF_MEM_OWNER   8       /* the adapter uses its own memory area
674                                  * that cannot be changed
675                                  */
676 #define NAF_NATIVE      16      /* the adapter is native.
677                                  * Virtual ports (non persistent vale ports,
678                                  * pipes, monitors...) should never use
679                                  * this flag.
680                                  */
681 #define NAF_NETMAP_ON   32      /* netmap is active (either native or
682                                  * emulated). Where possible (e.g. FreeBSD)
683                                  * IFCAP_NETMAP also mirrors this flag.
684                                  */
685 #define NAF_HOST_RINGS  64      /* the adapter supports the host rings */
686 #define NAF_FORCE_NATIVE 128    /* the adapter is always NATIVE */
687 #define NAF_PTNETMAP_HOST 256   /* the adapter supports ptnetmap in the host */
688 #define NAF_MOREFRAG    512     /* the adapter supports NS_MOREFRAG */
689 #define NAF_ZOMBIE      (1U<<30) /* the nic driver has been unloaded */
690 #define NAF_BUSY        (1U<<31) /* the adapter is used internally and
691                                   * cannot be registered from userspace
692                                   */
693         int active_fds; /* number of user-space descriptors using this
694                          interface, which is equal to the number of
695                          struct netmap_if objs in the mapped region. */
696
697         u_int num_rx_rings; /* number of adapter receive rings */
698         u_int num_tx_rings; /* number of adapter transmit rings */
699
700         u_int num_tx_desc;  /* number of descriptor in each queue */
701         u_int num_rx_desc;
702
703         /* tx_rings and rx_rings are private but allocated
704          * as a contiguous chunk of memory. Each array has
705          * N+1 entries, for the adapter queues and for the host queue.
706          */
707         struct netmap_kring **tx_rings; /* array of TX rings. */
708         struct netmap_kring **rx_rings; /* array of RX rings. */
709
710         void *tailroom;                /* space below the rings array */
711                                        /* (used for leases) */
712
713
714         NM_SELINFO_T si[NR_TXRX];       /* global wait queues */
715
716         /* count users of the global wait queues */
717         int si_users[NR_TXRX];
718
719         void *pdev; /* used to store pci device */
720
721         /* copy of if_qflush and if_transmit pointers, to intercept
722          * packets from the network stack when netmap is active.
723          */
724         int     (*if_transmit)(struct ifnet *, struct mbuf *);
725
726         /* copy of if_input for netmap_send_up() */
727         void     (*if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
728
729         /* Back reference to the parent ifnet struct. Used for
730          * hardware ports (emulated netmap included). */
731         struct ifnet *ifp; /* adapter is ifp->if_softc */
732
733         /*---- callbacks for this netmap adapter -----*/
734         /*
735          * nm_dtor() is the cleanup routine called when destroying
736          *      the adapter.
737          *      Called with NMG_LOCK held.
738          *
739          * nm_register() is called on NIOCREGIF and close() to enter
740          *      or exit netmap mode on the NIC
741          *      Called with NNG_LOCK held.
742          *
743          * nm_txsync() pushes packets to the underlying hw/switch
744          *
745          * nm_rxsync() collects packets from the underlying hw/switch
746          *
747          * nm_config() returns configuration information from the OS
748          *      Called with NMG_LOCK held.
749          *
750          * nm_krings_create() create and init the tx_rings and
751          *      rx_rings arrays of kring structures. In particular,
752          *      set the nm_sync callbacks for each ring.
753          *      There is no need to also allocate the corresponding
754          *      netmap_rings, since netmap_mem_rings_create() will always
755          *      be called to provide the missing ones.
756          *      Called with NNG_LOCK held.
757          *
758          * nm_krings_delete() cleanup and delete the tx_rings and rx_rings
759          *      arrays
760          *      Called with NMG_LOCK held.
761          *
762          * nm_notify() is used to act after data have become available
763          *      (or the stopped state of the ring has changed)
764          *      For hw devices this is typically a selwakeup(),
765          *      but for NIC/host ports attached to a switch (or vice-versa)
766          *      we also need to invoke the 'txsync' code downstream.
767          *      This callback pointer is actually used only to initialize
768          *      kring->nm_notify.
769          *      Return values are the same as for netmap_rx_irq().
770          */
771         void (*nm_dtor)(struct netmap_adapter *);
772
773         int (*nm_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
774         void (*nm_intr)(struct netmap_adapter *, int onoff);
775
776         int (*nm_txsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
777         int (*nm_rxsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
778         int (*nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
779 #define NAF_FORCE_READ      1
780 #define NAF_FORCE_RECLAIM   2
781 #define NAF_CAN_FORWARD_DOWN 4
782         /* return configuration information */
783         int (*nm_config)(struct netmap_adapter *, struct nm_config_info *info);
784         int (*nm_krings_create)(struct netmap_adapter *);
785         void (*nm_krings_delete)(struct netmap_adapter *);
786 #ifdef WITH_VALE
787         /*
788          * nm_bdg_attach() initializes the na_vp field to point
789          *      to an adapter that can be attached to a VALE switch. If the
790          *      current adapter is already a VALE port, na_vp is simply a cast;
791          *      otherwise, na_vp points to a netmap_bwrap_adapter.
792          *      If applicable, this callback also initializes na_hostvp,
793          *      that can be used to connect the adapter host rings to the
794          *      switch.
795          *      Called with NMG_LOCK held.
796          *
797          * nm_bdg_ctl() is called on the actual attach/detach to/from
798          *      to/from the switch, to perform adapter-specific
799          *      initializations
800          *      Called with NMG_LOCK held.
801          */
802         int (*nm_bdg_attach)(const char *bdg_name, struct netmap_adapter *);
803         int (*nm_bdg_ctl)(struct nmreq_header *, struct netmap_adapter *);
804
805         /* adapter used to attach this adapter to a VALE switch (if any) */
806         struct netmap_vp_adapter *na_vp;
807         /* adapter used to attach the host rings of this adapter
808          * to a VALE switch (if any) */
809         struct netmap_vp_adapter *na_hostvp;
810 #endif
811
812         /* standard refcount to control the lifetime of the adapter
813          * (it should be equal to the lifetime of the corresponding ifp)
814          */
815         int na_refcount;
816
817         /* memory allocator (opaque)
818          * We also cache a pointer to the lut_entry for translating
819          * buffer addresses, the total number of buffers and the buffer size.
820          */
821         struct netmap_mem_d *nm_mem;
822         struct netmap_mem_d *nm_mem_prev;
823         struct netmap_lut na_lut;
824
825         /* additional information attached to this adapter
826          * by other netmap subsystems. Currently used by
827          * bwrap, LINUX/v1000 and ptnetmap
828          */
829         void *na_private;
830
831         /* array of pipes that have this adapter as a parent */
832         struct netmap_pipe_adapter **na_pipes;
833         int na_next_pipe;       /* next free slot in the array */
834         int na_max_pipes;       /* size of the array */
835
836         /* Offset of ethernet header for each packet. */
837         u_int virt_hdr_len;
838
839         /* Max number of bytes that the NIC can store in the buffer
840          * referenced by each RX descriptor. This translates to the maximum
841          * bytes that a single netmap slot can reference. Larger packets
842          * require NS_MOREFRAG support. */
843         unsigned rx_buf_maxsize;
844
845         char name[NETMAP_REQ_IFNAMSIZ]; /* used at least by pipes */
846 };
847
848 static __inline u_int
849 nma_get_ndesc(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
850 {
851         return (t == NR_TX ? na->num_tx_desc : na->num_rx_desc);
852 }
853
854 static __inline void
855 nma_set_ndesc(struct netmap_adapter *na, enum txrx t, u_int v)
856 {
857         if (t == NR_TX)
858                 na->num_tx_desc = v;
859         else
860                 na->num_rx_desc = v;
861 }
862
863 static __inline u_int
864 nma_get_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
865 {
866         return (t == NR_TX ? na->num_tx_rings : na->num_rx_rings);
867 }
868
869 static __inline void
870 nma_set_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t, u_int v)
871 {
872         if (t == NR_TX)
873                 na->num_tx_rings = v;
874         else
875                 na->num_rx_rings = v;
876 }
877
878 static __inline struct netmap_kring**
879 NMR(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
880 {
881         return (t == NR_TX ? na->tx_rings : na->rx_rings);
882 }
883
884 int nma_intr_enable(struct netmap_adapter *na, int onoff);
885
886 /*
887  * If the NIC is owned by the kernel
888  * (i.e., bridge), neither another bridge nor user can use it;
889  * if the NIC is owned by a user, only users can share it.
890  * Evaluation must be done under NMG_LOCK().
891  */
892 #define NETMAP_OWNED_BY_KERN(na)        ((na)->na_flags & NAF_BUSY)
893 #define NETMAP_OWNED_BY_ANY(na) \
894         (NETMAP_OWNED_BY_KERN(na) || ((na)->active_fds > 0))
895
896 /*
897  * derived netmap adapters for various types of ports
898  */
899 struct netmap_vp_adapter {      /* VALE software port */
900         struct netmap_adapter up;
901
902         /*
903          * Bridge support:
904          *
905          * bdg_port is the port number used in the bridge;
906          * na_bdg points to the bridge this NA is attached to.
907          */
908         int bdg_port;
909         struct nm_bridge *na_bdg;
910         int retry;
911         int autodelete; /* remove the ifp on last reference */
912
913         /* Maximum Frame Size, used in bdg_mismatch_datapath() */
914         u_int mfs;
915         /* Last source MAC on this port */
916         uint64_t last_smac;
917 };
918
919
920 struct netmap_hw_adapter {      /* physical device */
921         struct netmap_adapter up;
922
923 #ifdef linux
924         struct net_device_ops nm_ndo;
925         struct ethtool_ops    nm_eto;
926 #endif
927         const struct ethtool_ops*   save_ethtool;
928
929         int (*nm_hw_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
930 };
931
932 #ifdef WITH_GENERIC
933 /* Mitigation support. */
934 struct nm_generic_mit {
935         struct hrtimer mit_timer;
936         int mit_pending;
937         int mit_ring_idx;  /* index of the ring being mitigated */
938         struct netmap_adapter *mit_na;  /* backpointer */
939 };
940
941 struct netmap_generic_adapter { /* emulated device */
942         struct netmap_hw_adapter up;
943
944         /* Pointer to a previously used netmap adapter. */
945         struct netmap_adapter *prev;
946
947         /* Emulated netmap adapters support:
948          *  - save_if_input saves the if_input hook (FreeBSD);
949          *  - mit implements rx interrupt mitigation;
950          */
951         void (*save_if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
952
953         struct nm_generic_mit *mit;
954 #ifdef linux
955         netdev_tx_t (*save_start_xmit)(struct mbuf *, struct ifnet *);
956 #endif
957         /* Is the adapter able to use multiple RX slots to scatter
958          * each packet pushed up by the driver? */
959         int rxsg;
960
961         /* Is the transmission path controlled by a netmap-aware
962          * device queue (i.e. qdisc on linux)? */
963         int txqdisc;
964 };
965 #endif  /* WITH_GENERIC */
966
967 static __inline int
968 netmap_real_rings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
969 {
970         return nma_get_nrings(na, t) + !!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS);
971 }
972
973 #ifdef WITH_VALE
974 struct nm_bdg_polling_state;
975 /*
976  * Bridge wrapper for non VALE ports attached to a VALE switch.
977  *
978  * The real device must already have its own netmap adapter (hwna).
979  * The bridge wrapper and the hwna adapter share the same set of
980  * netmap rings and buffers, but they have two separate sets of
981  * krings descriptors, with tx/rx meanings swapped:
982  *
983  *                                  netmap
984  *           bwrap     krings       rings      krings      hwna
985  *         +------+   +------+     +-----+    +------+   +------+
986  *         |tx_rings->|      |\   /|     |----|      |<-tx_rings|
987  *         |      |   +------+ \ / +-----+    +------+   |      |
988  *         |      |             X                        |      |
989  *         |      |            / \                       |      |
990  *         |      |   +------+/   \+-----+    +------+   |      |
991  *         |rx_rings->|      |     |     |----|      |<-rx_rings|
992  *         |      |   +------+     +-----+    +------+   |      |
993  *         +------+                                      +------+
994  *
995  * - packets coming from the bridge go to the brwap rx rings,
996  *   which are also the hwna tx rings.  The bwrap notify callback
997  *   will then complete the hwna tx (see netmap_bwrap_notify).
998  *
999  * - packets coming from the outside go to the hwna rx rings,
1000  *   which are also the bwrap tx rings.  The (overwritten) hwna
1001  *   notify method will then complete the bridge tx
1002  *   (see netmap_bwrap_intr_notify).
1003  *
1004  *   The bridge wrapper may optionally connect the hwna 'host' rings
1005  *   to the bridge. This is done by using a second port in the
1006  *   bridge and connecting it to the 'host' netmap_vp_adapter
1007  *   contained in the netmap_bwrap_adapter. The brwap host adapter
1008  *   cross-links the hwna host rings in the same way as shown above.
1009  *
1010  * - packets coming from the bridge and directed to the host stack
1011  *   are handled by the bwrap host notify callback
1012  *   (see netmap_bwrap_host_notify)
1013  *
1014  * - packets coming from the host stack are still handled by the
1015  *   overwritten hwna notify callback (netmap_bwrap_intr_notify),
1016  *   but are diverted to the host adapter depending on the ring number.
1017  *
1018  */
1019 struct netmap_bwrap_adapter {
1020         struct netmap_vp_adapter up;
1021         struct netmap_vp_adapter host;  /* for host rings */
1022         struct netmap_adapter *hwna;    /* the underlying device */
1023
1024         /*
1025          * When we attach a physical interface to the bridge, we
1026          * allow the controlling process to terminate, so we need
1027          * a place to store the n_detmap_priv_d data structure.
1028          * This is only done when physical interfaces
1029          * are attached to a bridge.
1030          */
1031         struct netmap_priv_d *na_kpriv;
1032         struct nm_bdg_polling_state *na_polling_state;
1033         /* we overwrite the hwna->na_vp pointer, so we save
1034          * here its original value, to be restored at detach
1035          */
1036         struct netmap_vp_adapter *saved_na_vp;
1037 };
1038 int nm_bdg_ctl_attach(struct nmreq_header *hdr, void *auth_token);
1039 int nm_bdg_ctl_detach(struct nmreq_header *hdr, void *auth_token);
1040 int nm_bdg_polling(struct nmreq_header *hdr);
1041 int netmap_bwrap_attach(const char *name, struct netmap_adapter *);
1042 int netmap_vi_create(struct nmreq_header *hdr, int);
1043 int nm_vi_create(struct nmreq_header *);
1044 int nm_vi_destroy(const char *name);
1045 int netmap_bdg_list(struct nmreq_header *hdr);
1046
1047 #else /* !WITH_VALE */
1048 #define netmap_vi_create(hdr, a) (EOPNOTSUPP)
1049 #endif /* WITH_VALE */
1050
1051 #ifdef WITH_PIPES
1052
1053 #define NM_MAXPIPES     64      /* max number of pipes per adapter */
1054
1055 struct netmap_pipe_adapter {
1056         /* pipe identifier is up.name */
1057         struct netmap_adapter up;
1058
1059 #define NM_PIPE_ROLE_MASTER     0x1
1060 #define NM_PIPE_ROLE_SLAVE      0x2
1061         int role;       /* either NM_PIPE_ROLE_MASTER or NM_PIPE_ROLE_SLAVE */
1062
1063         struct netmap_adapter *parent; /* adapter that owns the memory */
1064         struct netmap_pipe_adapter *peer; /* the other end of the pipe */
1065         int peer_ref;           /* 1 iff we are holding a ref to the peer */
1066         struct ifnet *parent_ifp;       /* maybe null */
1067
1068         u_int parent_slot; /* index in the parent pipe array */
1069 };
1070
1071 #endif /* WITH_PIPES */
1072
1073
1074 /* return slots reserved to rx clients; used in drivers */
1075 static inline uint32_t
1076 nm_kr_rxspace(struct netmap_kring *k)
1077 {
1078         int space = k->nr_hwtail - k->nr_hwcur;
1079         if (space < 0)
1080                 space += k->nkr_num_slots;
1081         ND("preserving %d rx slots %d -> %d", space, k->nr_hwcur, k->nr_hwtail);
1082
1083         return space;
1084 }
1085
1086 /* return slots reserved to tx clients */
1087 #define nm_kr_txspace(_k) nm_kr_rxspace(_k)
1088
1089
1090 /* True if no space in the tx ring, only valid after txsync_prologue */
1091 static inline int
1092 nm_kr_txempty(struct netmap_kring *kring)
1093 {
1094         return kring->rcur == kring->nr_hwtail;
1095 }
1096
1097 /* True if no more completed slots in the rx ring, only valid after
1098  * rxsync_prologue */
1099 #define nm_kr_rxempty(_k)       nm_kr_txempty(_k)
1100
1101 /*
1102  * protect against multiple threads using the same ring.
1103  * also check that the ring has not been stopped or locked
1104  */
1105 #define NM_KR_BUSY      1       /* some other thread is syncing the ring */
1106 #define NM_KR_STOPPED   2       /* unbounded stop (ifconfig down or driver unload) */
1107 #define NM_KR_LOCKED    3       /* bounded, brief stop for mutual exclusion */
1108
1109
1110 /* release the previously acquired right to use the *sync() methods of the ring */
1111 static __inline void nm_kr_put(struct netmap_kring *kr)
1112 {
1113         NM_ATOMIC_CLEAR(&kr->nr_busy);
1114 }
1115
1116
1117 /* true if the ifp that backed the adapter has disappeared (e.g., the
1118  * driver has been unloaded)
1119  */
1120 static inline int nm_iszombie(struct netmap_adapter *na);
1121
1122 /* try to obtain exclusive right to issue the *sync() operations on the ring.
1123  * The right is obtained and must be later relinquished via nm_kr_put() if and
1124  * only if nm_kr_tryget() returns 0.
1125  * If can_sleep is 1 there are only two other possible outcomes:
1126  * - the function returns NM_KR_BUSY
1127  * - the function returns NM_KR_STOPPED and sets the POLLERR bit in *perr
1128  *   (if non-null)
1129  * In both cases the caller will typically skip the ring, possibly collecting
1130  * errors along the way.
1131  * If the calling context does not allow sleeping, the caller must pass 0 in can_sleep.
1132  * In the latter case, the function may also return NM_KR_LOCKED and leave *perr
1133  * untouched: ideally, the caller should try again at a later time.
1134  */
1135 static __inline int nm_kr_tryget(struct netmap_kring *kr, int can_sleep, int *perr)
1136 {
1137         int busy = 1, stopped;
1138         /* check a first time without taking the lock
1139          * to avoid starvation for nm_kr_get()
1140          */
1141 retry:
1142         stopped = kr->nkr_stopped;
1143         if (unlikely(stopped)) {
1144                 goto stop;
1145         }
1146         busy = NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(&kr->nr_busy);
1147         /* we should not return NM_KR_BUSY if the ring was
1148          * actually stopped, so check another time after
1149          * the barrier provided by the atomic operation
1150          */
1151         stopped = kr->nkr_stopped;
1152         if (unlikely(stopped)) {
1153                 goto stop;
1154         }
1155
1156         if (unlikely(nm_iszombie(kr->na))) {
1157                 stopped = NM_KR_STOPPED;
1158                 goto stop;
1159         }
1160
1161         return unlikely(busy) ? NM_KR_BUSY : 0;
1162
1163 stop:
1164         if (!busy)
1165                 nm_kr_put(kr);
1166         if (stopped == NM_KR_STOPPED) {
1167 /* if POLLERR is defined we want to use it to simplify netmap_poll().
1168  * Otherwise, any non-zero value will do.
1169  */
1170 #ifdef POLLERR
1171 #define NM_POLLERR POLLERR
1172 #else
1173 #define NM_POLLERR 1
1174 #endif /* POLLERR */
1175                 if (perr)
1176                         *perr |= NM_POLLERR;
1177 #undef NM_POLLERR
1178         } else if (can_sleep) {
1179                 tsleep(kr, 0, "NM_KR_TRYGET", 4);
1180                 goto retry;
1181         }
1182         return stopped;
1183 }
1184
1185 /* put the ring in the 'stopped' state and wait for the current user (if any) to
1186  * notice. stopped must be either NM_KR_STOPPED or NM_KR_LOCKED
1187  */
1188 static __inline void nm_kr_stop(struct netmap_kring *kr, int stopped)
1189 {
1190         kr->nkr_stopped = stopped;
1191         while (NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(&kr->nr_busy))
1192                 tsleep(kr, 0, "NM_KR_GET", 4);
1193 }
1194
1195 /* restart a ring after a stop */
1196 static __inline void nm_kr_start(struct netmap_kring *kr)
1197 {
1198         kr->nkr_stopped = 0;
1199         nm_kr_put(kr);
1200 }
1201
1202
1203 /*
1204  * The following functions are used by individual drivers to
1205  * support netmap operation.
1206  *
1207  * netmap_attach() initializes a struct netmap_adapter, allocating the
1208  *      struct netmap_ring's and the struct selinfo.
1209  *
1210  * netmap_detach() frees the memory allocated by netmap_attach().
1211  *
1212  * netmap_transmit() replaces the if_transmit routine of the interface,
1213  *      and is used to intercept packets coming from the stack.
1214  *
1215  * netmap_load_map/netmap_reload_map are helper routines to set/reset
1216  *      the dmamap for a packet buffer
1217  *
1218  * netmap_reset() is a helper routine to be called in the hw driver
1219  *      when reinitializing a ring. It should not be called by
1220  *      virtual ports (vale, pipes, monitor)
1221  */
1222 int netmap_attach(struct netmap_adapter *);
1223 int netmap_attach_ext(struct netmap_adapter *, size_t size, int override_reg);
1224 void netmap_detach(struct ifnet *);
1225 int netmap_transmit(struct ifnet *, struct mbuf *);
1226 struct netmap_slot *netmap_reset(struct netmap_adapter *na,
1227         enum txrx tx, u_int n, u_int new_cur);
1228 int netmap_ring_reinit(struct netmap_kring *);
1229 int netmap_rings_config_get(struct netmap_adapter *, struct nm_config_info *);
1230
1231 /* Return codes for netmap_*x_irq. */
1232 enum {
1233         /* Driver should do normal interrupt processing, e.g. because
1234          * the interface is not in netmap mode. */
1235         NM_IRQ_PASS = 0,
1236         /* Port is in netmap mode, and the interrupt work has been
1237          * completed. The driver does not have to notify netmap
1238          * again before the next interrupt. */
1239         NM_IRQ_COMPLETED = -1,
1240         /* Port is in netmap mode, but the interrupt work has not been
1241          * completed. The driver has to make sure netmap will be
1242          * notified again soon, even if no more interrupts come (e.g.
1243          * on Linux the driver should not call napi_complete()). */
1244         NM_IRQ_RESCHED = -2,
1245 };
1246
1247 /* default functions to handle rx/tx interrupts */
1248 int netmap_rx_irq(struct ifnet *, u_int, u_int *);
1249 #define netmap_tx_irq(_n, _q) netmap_rx_irq(_n, _q, NULL)
1250 int netmap_common_irq(struct netmap_adapter *, u_int, u_int *work_done);
1251
1252
1253 #ifdef WITH_VALE
1254 /* functions used by external modules to interface with VALE */
1255 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   ((_vp)->up.ifp)
1256 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  (NA(_ifp)->na_vp)
1257 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) (NA(_ifp)->na_hostvp)
1258 #define netmap_bdg_idx(_vp)     ((_vp)->bdg_port)
1259 const char *netmap_bdg_name(struct netmap_vp_adapter *);
1260 #else /* !WITH_VALE */
1261 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   NULL
1262 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  NULL
1263 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) NULL
1264 #define netmap_bdg_idx(_vp)     -1
1265 #define netmap_bdg_name(_vp)    NULL
1266 #endif /* WITH_VALE */
1267
1268 static inline int
1269 nm_netmap_on(struct netmap_adapter *na)
1270 {
1271         return na && na->na_flags & NAF_NETMAP_ON;
1272 }
1273
1274 static inline int
1275 nm_native_on(struct netmap_adapter *na)
1276 {
1277         return nm_netmap_on(na) && (na->na_flags & NAF_NATIVE);
1278 }
1279
1280 static inline int
1281 nm_iszombie(struct netmap_adapter *na)
1282 {
1283         return na == NULL || (na->na_flags & NAF_ZOMBIE);
1284 }
1285
1286 static inline void
1287 nm_update_hostrings_mode(struct netmap_adapter *na)
1288 {
1289         /* Process nr_mode and nr_pending_mode for host rings. */
1290         na->tx_rings[na->num_tx_rings]->nr_mode =
1291                 na->tx_rings[na->num_tx_rings]->nr_pending_mode;
1292         na->rx_rings[na->num_rx_rings]->nr_mode =
1293                 na->rx_rings[na->num_rx_rings]->nr_pending_mode;
1294 }
1295
1296 /* set/clear native flags and if_transmit/netdev_ops */
1297 static inline void
1298 nm_set_native_flags(struct netmap_adapter *na)
1299 {
1300         struct ifnet *ifp = na->ifp;
1301
1302         /* We do the setup for intercepting packets only if we are the
1303          * first user of this adapapter. */
1304         if (na->active_fds > 0) {
1305                 return;
1306         }
1307
1308         na->na_flags |= NAF_NETMAP_ON;
1309 #ifdef IFCAP_NETMAP /* or FreeBSD ? */
1310         ifp->if_capenable |= IFCAP_NETMAP;
1311 #endif
1312 #if defined (__FreeBSD__)
1313         na->if_transmit = ifp->if_transmit;
1314         ifp->if_transmit = netmap_transmit;
1315 #elif defined (_WIN32)
1316         (void)ifp; /* prevent a warning */
1317 #elif defined (linux)
1318         na->if_transmit = (void *)ifp->netdev_ops;
1319         ifp->netdev_ops = &((struct netmap_hw_adapter *)na)->nm_ndo;
1320         ((struct netmap_hw_adapter *)na)->save_ethtool = ifp->ethtool_ops;
1321         ifp->ethtool_ops = &((struct netmap_hw_adapter*)na)->nm_eto;
1322 #endif /* linux */
1323         nm_update_hostrings_mode(na);
1324 }
1325
1326 static inline void
1327 nm_clear_native_flags(struct netmap_adapter *na)
1328 {
1329         struct ifnet *ifp = na->ifp;
1330
1331         /* We undo the setup for intercepting packets only if we are the
1332          * last user of this adapapter. */
1333         if (na->active_fds > 0) {
1334                 return;
1335         }
1336
1337         nm_update_hostrings_mode(na);
1338
1339 #if defined(__FreeBSD__)
1340         ifp->if_transmit = na->if_transmit;
1341 #elif defined(_WIN32)
1342         (void)ifp; /* prevent a warning */
1343 #else
1344         ifp->netdev_ops = (void *)na->if_transmit;
1345         ifp->ethtool_ops = ((struct netmap_hw_adapter*)na)->save_ethtool;
1346 #endif
1347         na->na_flags &= ~NAF_NETMAP_ON;
1348 #ifdef IFCAP_NETMAP /* or FreeBSD ? */
1349         ifp->if_capenable &= ~IFCAP_NETMAP;
1350 #endif
1351 }
1352
1353 #ifdef linux
1354 int netmap_linux_config(struct netmap_adapter *na,
1355                         struct nm_config_info *info);
1356 #endif /* linux */
1357
1358 /*
1359  * nm_*sync_prologue() functions are used in ioctl/poll and ptnetmap
1360  * kthreads.
1361  * We need netmap_ring* parameter, because in ptnetmap it is decoupled
1362  * from host kring.
1363  * The user-space ring pointers (head/cur/tail) are shared through
1364  * CSB between host and guest.
1365  */
1366
1367 /*
1368  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head
1369  * If any error, returns ring_size to force a reinit.
1370  */
1371 uint32_t nm_txsync_prologue(struct netmap_kring *, struct netmap_ring *);
1372
1373
1374 /*
1375  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head
1376  * If any error, returns ring_size lim to force a reinit.
1377  */
1378 uint32_t nm_rxsync_prologue(struct netmap_kring *, struct netmap_ring *);
1379
1380
1381 /* check/fix address and len in tx rings */
1382 #if 1 /* debug version */
1383 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
1384         if (_a == NETMAP_BUF_BASE(_na) || _l > NETMAP_BUF_SIZE(_na)) {  \
1385                 RD(5, "bad addr/len ring %d slot %d idx %d len %d",     \
1386                         kring->ring_id, nm_i, slot->buf_idx, len);      \
1387                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1388                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1389         } } while (0)
1390 #else /* no debug version */
1391 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
1392                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1393                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1394         } while (0)
1395 #endif
1396
1397
1398 /*---------------------------------------------------------------*/
1399 /*
1400  * Support routines used by netmap subsystems
1401  * (native drivers, VALE, generic, pipes, monitors, ...)
1402  */
1403
1404
1405 /* common routine for all functions that create a netmap adapter. It performs
1406  * two main tasks:
1407  * - if the na points to an ifp, mark the ifp as netmap capable
1408  *   using na as its native adapter;
1409  * - provide defaults for the setup callbacks and the memory allocator
1410  */
1411 int netmap_attach_common(struct netmap_adapter *);
1412 /* fill priv->np_[tr]xq{first,last} using the ringid and flags information
1413  * coming from a struct nmreq_register
1414  */
1415 int netmap_interp_ringid(struct netmap_priv_d *priv, uint32_t nr_mode,
1416                         uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags);
1417 /* update the ring parameters (number and size of tx and rx rings).
1418  * It calls the nm_config callback, if available.
1419  */
1420 int netmap_update_config(struct netmap_adapter *na);
1421 /* create and initialize the common fields of the krings array.
1422  * using the information that must be already available in the na.
1423  * tailroom can be used to request the allocation of additional
1424  * tailroom bytes after the krings array. This is used by
1425  * netmap_vp_adapter's (i.e., VALE ports) to make room for
1426  * leasing-related data structures
1427  */
1428 int netmap_krings_create(struct netmap_adapter *na, u_int tailroom);
1429 /* deletes the kring array of the adapter. The array must have
1430  * been created using netmap_krings_create
1431  */
1432 void netmap_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
1433
1434 int netmap_hw_krings_create(struct netmap_adapter *na);
1435 void netmap_hw_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
1436
1437 /* set the stopped/enabled status of ring
1438  * When stopping, they also wait for all current activity on the ring to
1439  * terminate. The status change is then notified using the na nm_notify
1440  * callback.
1441  */
1442 void netmap_set_ring(struct netmap_adapter *, u_int ring_id, enum txrx, int stopped);
1443 /* set the stopped/enabled status of all rings of the adapter. */
1444 void netmap_set_all_rings(struct netmap_adapter *, int stopped);
1445 /* convenience wrappers for netmap_set_all_rings */
1446 void netmap_disable_all_rings(struct ifnet *);
1447 void netmap_enable_all_rings(struct ifnet *);
1448
1449 int netmap_do_regif(struct netmap_priv_d *priv, struct netmap_adapter *na,
1450                 uint32_t nr_mode, uint16_t nr_ringid, uint64_t nr_flags);
1451 void netmap_do_unregif(struct netmap_priv_d *priv);
1452
1453 u_int nm_bound_var(u_int *v, u_int dflt, u_int lo, u_int hi, const char *msg);
1454 int netmap_get_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1455                 struct ifnet **ifp, struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1456 void netmap_unget_na(struct netmap_adapter *na, struct ifnet *ifp);
1457 int netmap_get_hw_na(struct ifnet *ifp,
1458                 struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_adapter **na);
1459
1460
1461 #ifdef WITH_VALE
1462 /*
1463  * The following bridge-related functions are used by other
1464  * kernel modules.
1465  *
1466  * VALE only supports unicast or broadcast. The lookup
1467  * function can return 0 .. NM_BDG_MAXPORTS-1 for regular ports,
1468  * NM_BDG_MAXPORTS for broadcast, NM_BDG_MAXPORTS+1 to indicate
1469  * drop.
1470  */
1471 typedef uint32_t (*bdg_lookup_fn_t)(struct nm_bdg_fwd *ft, uint8_t *ring_nr,
1472                 struct netmap_vp_adapter *, void *private_data);
1473 typedef int (*bdg_config_fn_t)(struct nm_ifreq *);
1474 typedef void (*bdg_dtor_fn_t)(const struct netmap_vp_adapter *);
1475 typedef void *(*bdg_update_private_data_fn_t)(void *private_data, void *callback_data, int *error);
1476 struct netmap_bdg_ops {
1477         bdg_lookup_fn_t lookup;
1478         bdg_config_fn_t config;
1479         bdg_dtor_fn_t   dtor;
1480 };
1481
1482 uint32_t netmap_bdg_learning(struct nm_bdg_fwd *ft, uint8_t *dst_ring,
1483                 struct netmap_vp_adapter *, void *private_data);
1484
1485 #define NM_BRIDGES              8       /* number of bridges */
1486 #define NM_BDG_MAXPORTS         254     /* up to 254 */
1487 #define NM_BDG_BROADCAST        NM_BDG_MAXPORTS
1488 #define NM_BDG_NOPORT           (NM_BDG_MAXPORTS+1)
1489
1490 /* these are redefined in case of no VALE support */
1491 int netmap_get_bdg_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1492                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1493 struct nm_bridge *netmap_init_bridges2(u_int);
1494 void netmap_uninit_bridges2(struct nm_bridge *, u_int);
1495 int netmap_init_bridges(void);
1496 void netmap_uninit_bridges(void);
1497 int netmap_bdg_regops(const char *name, struct netmap_bdg_ops *bdg_ops, void *private_data, void *auth_token);
1498 int nm_bdg_update_private_data(const char *name, bdg_update_private_data_fn_t callback,
1499         void *callback_data, void *auth_token);
1500 int netmap_bdg_config(struct nm_ifreq *nifr);
1501 void *netmap_bdg_create(const char *bdg_name, int *return_status);
1502 int netmap_bdg_destroy(const char *bdg_name, void *auth_token);
1503
1504 #else /* !WITH_VALE */
1505 #define netmap_get_bdg_na(_1, _2, _3, _4)       0
1506 #define netmap_init_bridges(_1) 0
1507 #define netmap_uninit_bridges()
1508 #define netmap_bdg_regops(_1, _2)       EINVAL
1509 #endif /* !WITH_VALE */
1510
1511 #ifdef WITH_PIPES
1512 /* max number of pipes per device */
1513 #define NM_MAXPIPES     64      /* XXX this should probably be a sysctl */
1514 void netmap_pipe_dealloc(struct netmap_adapter *);
1515 int netmap_get_pipe_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1516                         struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1517 #else /* !WITH_PIPES */
1518 #define NM_MAXPIPES     0
1519 #define netmap_pipe_alloc(_1, _2)       0
1520 #define netmap_pipe_dealloc(_1)
1521 #define netmap_get_pipe_na(hdr, _2, _3, _4)     \
1522         ((strchr(hdr->nr_name, '{') != NULL || strchr(hdr->nr_name, '}') != NULL) ? EOPNOTSUPP : 0)
1523 #endif
1524
1525 #ifdef WITH_MONITOR
1526 int netmap_get_monitor_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1527                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1528 void netmap_monitor_stop(struct netmap_adapter *na);
1529 #else
1530 #define netmap_get_monitor_na(hdr, _2, _3, _4) \
1531         (((struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body)->nr_flags & (NR_MONITOR_TX | NR_MONITOR_RX) ? EOPNOTSUPP : 0)
1532 #endif
1533
1534 #ifdef CONFIG_NET_NS
1535 struct net *netmap_bns_get(void);
1536 void netmap_bns_put(struct net *);
1537 void netmap_bns_getbridges(struct nm_bridge **, u_int *);
1538 #else
1539 #define netmap_bns_get()
1540 #define netmap_bns_put(_1)
1541 #define netmap_bns_getbridges(b, n) \
1542         do { *b = nm_bridges; *n = NM_BRIDGES; } while (0)
1543 #endif
1544
1545 /* Various prototypes */
1546 int netmap_poll(struct netmap_priv_d *, int events, NM_SELRECORD_T *td);
1547 int netmap_init(void);
1548 void netmap_fini(void);
1549 int netmap_get_memory(struct netmap_priv_d* p);
1550 void netmap_dtor(void *data);
1551
1552 int netmap_ioctl(struct netmap_priv_d *priv, u_long cmd, caddr_t data,
1553                 struct thread *, int nr_body_is_user);
1554 int netmap_ioctl_legacy(struct netmap_priv_d *priv, u_long cmd, caddr_t data,
1555                         struct thread *td);
1556 size_t nmreq_size_by_type(uint16_t nr_reqtype);
1557
1558 /* netmap_adapter creation/destruction */
1559
1560 // #define NM_DEBUG_PUTGET 1
1561
1562 #ifdef NM_DEBUG_PUTGET
1563
1564 #define NM_DBG(f) __##f
1565
1566 void __netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1567
1568 #define netmap_adapter_get(na)                          \
1569         do {                                            \
1570                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1571                 D("getting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);       \
1572                 __netmap_adapter_get(__na);             \
1573         } while (0)
1574
1575 int __netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1576
1577 #define netmap_adapter_put(na)                          \
1578         ({                                              \
1579                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1580                 D("putting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);       \
1581                 __netmap_adapter_put(__na);             \
1582         })
1583
1584 #else /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1585
1586 #define NM_DBG(f) f
1587 void netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1588 int netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1589
1590 #endif /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1591
1592
1593 /*
1594  * module variables
1595  */
1596 #define NETMAP_BUF_BASE(_na)    ((_na)->na_lut.lut[0].vaddr)
1597 #define NETMAP_BUF_SIZE(_na)    ((_na)->na_lut.objsize)
1598 extern int netmap_no_pendintr;
1599 extern int netmap_mitigate;
1600 extern int netmap_verbose;              /* for debugging */
1601 enum {                                  /* verbose flags */
1602         NM_VERB_ON = 1,                 /* generic verbose */
1603         NM_VERB_HOST = 0x2,             /* verbose host stack */
1604         NM_VERB_RXSYNC = 0x10,          /* verbose on rxsync/txsync */
1605         NM_VERB_TXSYNC = 0x20,
1606         NM_VERB_RXINTR = 0x100,         /* verbose on rx/tx intr (driver) */
1607         NM_VERB_TXINTR = 0x200,
1608         NM_VERB_NIC_RXSYNC = 0x1000,    /* verbose on rx/tx intr (driver) */
1609         NM_VERB_NIC_TXSYNC = 0x2000,
1610 };
1611
1612 extern int netmap_txsync_retry;
1613 extern int netmap_flags;
1614 extern int netmap_generic_mit;
1615 extern int netmap_generic_ringsize;
1616 extern int netmap_generic_rings;
1617 #ifdef linux
1618 extern int netmap_generic_txqdisc;
1619 #endif
1620 extern int ptnetmap_tx_workers;
1621
1622 /*
1623  * NA returns a pointer to the struct netmap adapter from the ifp,
1624  * WNA is used to write it.
1625  */
1626 #define NA(_ifp)        ((struct netmap_adapter *)WNA(_ifp))
1627
1628 /*
1629  * On old versions of FreeBSD, NA(ifp) is a pspare. On linux we
1630  * overload another pointer in the netdev.
1631  *
1632  * We check if NA(ifp) is set and its first element has a related
1633  * magic value. The capenable is within the struct netmap_adapter.
1634  */
1635 #define NETMAP_MAGIC    0x52697a7a
1636
1637 #define NM_NA_VALID(ifp)        (NA(ifp) &&             \
1638         ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp) ^ NA(ifp)->magic) == NETMAP_MAGIC )
1639
1640 #define NM_ATTACH_NA(ifp, na) do {                                      \
1641         WNA(ifp) = na;                                                  \
1642         if (NA(ifp))                                                    \
1643                 NA(ifp)->magic =                                        \
1644                         ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp)) ^ NETMAP_MAGIC;  \
1645 } while(0)
1646
1647 #define NM_IS_NATIVE(ifp)       (NM_NA_VALID(ifp) && NA(ifp)->nm_dtor == netmap_hw_dtor)
1648
1649 #if defined(__FreeBSD__)
1650
1651 /* Assigns the device IOMMU domain to an allocator.
1652  * Returns -ENOMEM in case the domain is different */
1653 #define nm_iommu_group_id(dev) (0)
1654
1655 /* Callback invoked by the dma machinery after a successful dmamap_load */
1656 static void netmap_dmamap_cb(__unused void *arg,
1657     __unused bus_dma_segment_t * segs, __unused int nseg, __unused int error)
1658 {
1659 }
1660
1661 /* bus_dmamap_load wrapper: call aforementioned function if map != NULL.
1662  * XXX can we do it without a callback ?
1663  */
1664 static inline int
1665 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1666         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1667 {
1668         if (map)
1669                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1670                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static inline void
1675 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1676         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map)
1677 {
1678         if (map)
1679                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1680 }
1681
1682 #define netmap_sync_map(na, tag, map, sz, t)
1683
1684 /* update the map when a buffer changes. */
1685 static inline void
1686 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1687         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1688 {
1689         if (map) {
1690                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1691                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1692                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1693         }
1694 }
1695
1696 #elif defined(_WIN32)
1697
1698 #else /* linux */
1699
1700 int nm_iommu_group_id(bus_dma_tag_t dev);
1701 #include <linux/dma-mapping.h>
1702
1703 /*
1704  * on linux we need
1705  *      dma_map_single(&pdev->dev, virt_addr, len, direction)
1706  *      dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, phys_addr, len, direction)
1707  */
1708 #if 0
1709         struct e1000_buffer *buffer_info =  &tx_ring->buffer_info[l];
1710         /* set time_stamp *before* dma to help avoid a possible race */
1711         buffer_info->time_stamp = jiffies;
1712         buffer_info->mapped_as_page = false;
1713         buffer_info->length = len;
1714         //buffer_info->next_to_watch = l;
1715         /* reload dma map */
1716         dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma,
1717                         NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1718         buffer_info->dma = dma_map_single(&adapter->pdev->dev,
1719                         addr, NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1720
1721         if (dma_mapping_error(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma)) {
1722                 D("dma mapping error");
1723                 /* goto dma_error; See e1000_put_txbuf() */
1724                 /* XXX reset */
1725         }
1726         tx_desc->buffer_addr = htole64(buffer_info->dma); //XXX
1727
1728 #endif
1729
1730 static inline int
1731 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1732         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf, u_int size)
1733 {
1734         if (map) {
1735                 *map = dma_map_single(na->pdev, buf, size,
1736                                       DMA_BIDIRECTIONAL);
1737                 if (dma_mapping_error(na->pdev, *map)) {
1738                         *map = 0;
1739                         return ENOMEM;
1740                 }
1741         }
1742         return 0;
1743 }
1744
1745 static inline void
1746 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1747         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, u_int sz)
1748 {
1749         if (*map) {
1750                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1751                                  DMA_BIDIRECTIONAL);
1752         }
1753 }
1754
1755 static inline void
1756 netmap_sync_map(struct netmap_adapter *na,
1757         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, u_int sz, enum txrx t)
1758 {
1759         if (*map) {
1760                 if (t == NR_RX)
1761                         dma_sync_single_for_cpu(na->pdev, *map, sz,
1762                                         DMA_FROM_DEVICE);
1763                 else
1764                         dma_sync_single_for_device(na->pdev, *map, sz,
1765                                         DMA_TO_DEVICE);
1766         }
1767 }
1768
1769 static inline void
1770 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1771         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1772 {
1773         u_int sz = NETMAP_BUF_SIZE(na);
1774
1775         if (*map) {
1776                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1777                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1778         }
1779
1780         *map = dma_map_single(na->pdev, buf, sz,
1781                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1782 }
1783
1784 #endif /* linux */
1785
1786
1787 /*
1788  * functions to map NIC to KRING indexes (n2k) and vice versa (k2n)
1789  */
1790 static inline int
1791 netmap_idx_n2k(struct netmap_kring *kr, int idx)
1792 {
1793         int n = kr->nkr_num_slots;
1794         idx += kr->nkr_hwofs;
1795         if (idx < 0)
1796                 return idx + n;
1797         else if (idx < n)
1798                 return idx;
1799         else
1800                 return idx - n;
1801 }
1802
1803
1804 static inline int
1805 netmap_idx_k2n(struct netmap_kring *kr, int idx)
1806 {
1807         int n = kr->nkr_num_slots;
1808         idx -= kr->nkr_hwofs;
1809         if (idx < 0)
1810                 return idx + n;
1811         else if (idx < n)
1812                 return idx;
1813         else
1814                 return idx - n;
1815 }
1816
1817
1818 /* Entries of the look-up table. */
1819 #ifdef __FreeBSD__
1820 struct lut_entry {
1821         void *vaddr;            /* virtual address. */
1822         vm_paddr_t paddr;       /* physical address. */
1823 };
1824 #else /* linux & _WIN32 */
1825 /* dma-mapping in linux can assign a buffer a different address
1826  * depending on the device, so we need to have a separate
1827  * physical-address look-up table for each na.
1828  * We can still share the vaddrs, though, therefore we split
1829  * the lut_entry structure.
1830  */
1831 struct lut_entry {
1832         void *vaddr;            /* virtual address. */
1833 };
1834
1835 struct plut_entry {
1836         vm_paddr_t paddr;       /* physical address. */
1837 };
1838 #endif /* linux & _WIN32 */
1839
1840 struct netmap_obj_pool;
1841
1842 /*
1843  * NMB return the virtual address of a buffer (buffer 0 on bad index)
1844  * PNMB also fills the physical address
1845  */
1846 static inline void *
1847 NMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot)
1848 {
1849         struct lut_entry *lut = na->na_lut.lut;
1850         uint32_t i = slot->buf_idx;
1851         return (unlikely(i >= na->na_lut.objtotal)) ?
1852                 lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1853 }
1854
1855 static inline void *
1856 PNMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot, uint64_t *pp)
1857 {
1858         uint32_t i = slot->buf_idx;
1859         struct lut_entry *lut = na->na_lut.lut;
1860         struct plut_entry *plut = na->na_lut.plut;
1861         void *ret = (i >= na->na_lut.objtotal) ? lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1862
1863 #ifdef _WIN32
1864         *pp = (i >= na->na_lut.objtotal) ? (uint64_t)plut[0].paddr.QuadPart : (uint64_t)plut[i].paddr.QuadPart;
1865 #else
1866         *pp = (i >= na->na_lut.objtotal) ? plut[0].paddr : plut[i].paddr;
1867 #endif
1868         return ret;
1869 }
1870
1871
1872 /*
1873  * Structure associated to each netmap file descriptor.
1874  * It is created on open and left unbound (np_nifp == NULL).
1875  * A successful NIOCREGIF will set np_nifp and the first few fields;
1876  * this is protected by a global lock (NMG_LOCK) due to low contention.
1877  *
1878  * np_refs counts the number of references to the structure: one for the fd,
1879  * plus (on FreeBSD) one for each active mmap which we track ourselves
1880  * (linux automatically tracks them, but FreeBSD does not).
1881  * np_refs is protected by NMG_LOCK.
1882  *
1883  * Read access to the structure is lock free, because ni_nifp once set
1884  * can only go to 0 when nobody is using the entry anymore. Readers
1885  * must check that np_nifp != NULL before using the other fields.
1886  */
1887 struct netmap_priv_d {
1888         struct netmap_if * volatile np_nifp;    /* netmap if descriptor. */
1889
1890         struct netmap_adapter   *np_na;
1891         struct ifnet    *np_ifp;
1892         uint32_t        np_flags;       /* from the ioctl */
1893         u_int           np_qfirst[NR_TXRX],
1894                         np_qlast[NR_TXRX]; /* range of tx/rx rings to scan */
1895         uint16_t        np_txpoll;
1896         int             np_sync_flags; /* to be passed to nm_sync */
1897
1898         int             np_refs;        /* use with NMG_LOCK held */
1899
1900         /* pointers to the selinfo to be used for selrecord.
1901          * Either the local or the global one depending on the
1902          * number of rings.
1903          */
1904         NM_SELINFO_T *np_si[NR_TXRX];
1905         struct thread   *np_td;         /* kqueue, just debugging */
1906 };
1907
1908 struct netmap_priv_d *netmap_priv_new(void);
1909 void netmap_priv_delete(struct netmap_priv_d *);
1910
1911 static inline int nm_kring_pending(struct netmap_priv_d *np)
1912 {
1913         struct netmap_adapter *na = np->np_na;
1914         enum txrx t;
1915         int i;
1916
1917         for_rx_tx(t) {
1918                 for (i = np->np_qfirst[t]; i < np->np_qlast[t]; i++) {
1919                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
1920                         if (kring->nr_mode != kring->nr_pending_mode) {
1921                                 return 1;
1922                         }
1923                 }
1924         }
1925         return 0;
1926 }
1927
1928 #ifdef WITH_PIPES
1929 int netmap_pipe_txsync(struct netmap_kring *txkring, int flags);
1930 int netmap_pipe_rxsync(struct netmap_kring *rxkring, int flags);
1931 #endif /* WITH_PIPES */
1932
1933 #ifdef WITH_MONITOR
1934
1935 struct netmap_monitor_adapter {
1936         struct netmap_adapter up;
1937
1938         struct netmap_priv_d priv;
1939         uint32_t flags;
1940 };
1941
1942 #endif /* WITH_MONITOR */
1943
1944
1945 #ifdef WITH_GENERIC
1946 /*
1947  * generic netmap emulation for devices that do not have
1948  * native netmap support.
1949  */
1950 int generic_netmap_attach(struct ifnet *ifp);
1951 int generic_rx_handler(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m);;
1952
1953 int nm_os_catch_rx(struct netmap_generic_adapter *gna, int intercept);
1954 int nm_os_catch_tx(struct netmap_generic_adapter *gna, int intercept);
1955
1956 int na_is_generic(struct netmap_adapter *na);
1957
1958 /*
1959  * the generic transmit routine is passed a structure to optionally
1960  * build a queue of descriptors, in an OS-specific way.
1961  * The payload is at addr, if non-null, and the routine should send or queue
1962  * the packet, returning 0 if successful, 1 on failure.
1963  *
1964  * At the end, if head is non-null, there will be an additional call
1965  * to the function with addr = NULL; this should tell the OS-specific
1966  * routine to send the queue and free any resources. Failure is ignored.
1967  */
1968 struct nm_os_gen_arg {
1969         struct ifnet *ifp;
1970         void *m;        /* os-specific mbuf-like object */
1971         void *head, *tail; /* tailq, if the OS-specific routine needs to build one */
1972         void *addr;     /* payload of current packet */
1973         u_int len;      /* packet length */
1974         u_int ring_nr;  /* packet length */
1975         u_int qevent;   /* in txqdisc mode, place an event on this mbuf */
1976 };
1977
1978 int nm_os_generic_xmit_frame(struct nm_os_gen_arg *);
1979 int nm_os_generic_find_num_desc(struct ifnet *ifp, u_int *tx, u_int *rx);
1980 void nm_os_generic_find_num_queues(struct ifnet *ifp, u_int *txq, u_int *rxq);
1981 void nm_os_generic_set_features(struct netmap_generic_adapter *gna);
1982
1983 static inline struct ifnet*
1984 netmap_generic_getifp(struct netmap_generic_adapter *gna)
1985 {
1986         if (gna->prev)
1987             return gna->prev->ifp;
1988
1989         return gna->up.up.ifp;
1990 }
1991
1992 void netmap_generic_irq(struct netmap_adapter *na, u_int q, u_int *work_done);
1993
1994 //#define RATE_GENERIC  /* Enables communication statistics for generic. */
1995 #ifdef RATE_GENERIC
1996 void generic_rate(int txp, int txs, int txi, int rxp, int rxs, int rxi);
1997 #else
1998 #define generic_rate(txp, txs, txi, rxp, rxs, rxi)
1999 #endif
2000
2001 /*
2002  * netmap_mitigation API. This is used by the generic adapter
2003  * to reduce the number of interrupt requests/selwakeup
2004  * to clients on incoming packets.
2005  */
2006 void nm_os_mitigation_init(struct nm_generic_mit *mit, int idx,
2007                                 struct netmap_adapter *na);
2008 void nm_os_mitigation_start(struct nm_generic_mit *mit);
2009 void nm_os_mitigation_restart(struct nm_generic_mit *mit);
2010 int nm_os_mitigation_active(struct nm_generic_mit *mit);
2011 void nm_os_mitigation_cleanup(struct nm_generic_mit *mit);
2012 #else /* !WITH_GENERIC */
2013 #define generic_netmap_attach(ifp)      (EOPNOTSUPP)
2014 #define na_is_generic(na)               (0)
2015 #endif /* WITH_GENERIC */
2016
2017 /* Shared declarations for the VALE switch. */
2018
2019 /*
2020  * Each transmit queue accumulates a batch of packets into
2021  * a structure before forwarding. Packets to the same
2022  * destination are put in a list using ft_next as a link field.
2023  * ft_frags and ft_next are valid only on the first fragment.
2024  */
2025 struct nm_bdg_fwd {     /* forwarding entry for a bridge */
2026         void *ft_buf;           /* netmap or indirect buffer */
2027         uint8_t ft_frags;       /* how many fragments (only on 1st frag) */
2028         uint16_t ft_offset;     /* dst port (unused) */
2029         uint16_t ft_flags;      /* flags, e.g. indirect */
2030         uint16_t ft_len;        /* src fragment len */
2031         uint16_t ft_next;       /* next packet to same destination */
2032 };
2033
2034 /* struct 'virtio_net_hdr' from linux. */
2035 struct nm_vnet_hdr {
2036 #define VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM     1       /* Use csum_start, csum_offset */
2037 #define VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID    2        /* Csum is valid */
2038     uint8_t flags;
2039 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
2040 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4        1       /* GSO frame, IPv4 TCP (TSO) */
2041 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP          3       /* GSO frame, IPv4 UDP (UFO) */
2042 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6        4       /* GSO frame, IPv6 TCP */
2043 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN          0x80    /* TCP has ECN set */
2044     uint8_t gso_type;
2045     uint16_t hdr_len;
2046     uint16_t gso_size;
2047     uint16_t csum_start;
2048     uint16_t csum_offset;
2049 };
2050
2051 #define WORST_CASE_GSO_HEADER   (14+40+60)  /* IPv6 + TCP */
2052
2053 /* Private definitions for IPv4, IPv6, UDP and TCP headers. */
2054
2055 struct nm_iphdr {
2056         uint8_t         version_ihl;
2057         uint8_t         tos;
2058         uint16_t        tot_len;
2059         uint16_t        id;
2060         uint16_t        frag_off;
2061         uint8_t         ttl;
2062         uint8_t         protocol;
2063         uint16_t        check;
2064         uint32_t        saddr;
2065         uint32_t        daddr;
2066         /*The options start here. */
2067 };
2068
2069 struct nm_tcphdr {
2070         uint16_t        source;
2071         uint16_t        dest;
2072         uint32_t        seq;
2073         uint32_t        ack_seq;
2074         uint8_t         doff;  /* Data offset + Reserved */
2075         uint8_t         flags;
2076         uint16_t        window;
2077         uint16_t        check;
2078         uint16_t        urg_ptr;
2079 };
2080
2081 struct nm_udphdr {
2082         uint16_t        source;
2083         uint16_t        dest;
2084         uint16_t        len;
2085         uint16_t        check;
2086 };
2087
2088 struct nm_ipv6hdr {
2089         uint8_t         priority_version;
2090         uint8_t         flow_lbl[3];
2091
2092         uint16_t        payload_len;
2093         uint8_t         nexthdr;
2094         uint8_t         hop_limit;
2095
2096         uint8_t         saddr[16];
2097         uint8_t         daddr[16];
2098 };
2099
2100 /* Type used to store a checksum (in host byte order) that hasn't been
2101  * folded yet.
2102  */
2103 #define rawsum_t uint32_t
2104
2105 rawsum_t nm_os_csum_raw(uint8_t *data, size_t len, rawsum_t cur_sum);
2106 uint16_t nm_os_csum_ipv4(struct nm_iphdr *iph);
2107 void nm_os_csum_tcpudp_ipv4(struct nm_iphdr *iph, void *data,
2108                       size_t datalen, uint16_t *check);
2109 void nm_os_csum_tcpudp_ipv6(struct nm_ipv6hdr *ip6h, void *data,
2110                       size_t datalen, uint16_t *check);
2111 uint16_t nm_os_csum_fold(rawsum_t cur_sum);
2112
2113 void bdg_mismatch_datapath(struct netmap_vp_adapter *na,
2114                            struct netmap_vp_adapter *dst_na,
2115                            const struct nm_bdg_fwd *ft_p,
2116                            struct netmap_ring *dst_ring,
2117                            u_int *j, u_int lim, u_int *howmany);
2118
2119 /* persistent virtual port routines */
2120 int nm_os_vi_persist(const char *, struct ifnet **);
2121 void nm_os_vi_detach(struct ifnet *);
2122 void nm_os_vi_init_index(void);
2123
2124 /*
2125  * kernel thread routines
2126  */
2127 struct nm_kctx; /* OS-specific kernel context - opaque */
2128 typedef void (*nm_kctx_worker_fn_t)(void *data, int is_kthread);
2129 typedef void (*nm_kctx_notify_fn_t)(void *data);
2130
2131 /* kthread configuration */
2132 struct nm_kctx_cfg {
2133         long                    type;           /* kthread type/identifier */
2134         nm_kctx_worker_fn_t     worker_fn;      /* worker function */
2135         void                    *worker_private;/* worker parameter */
2136         nm_kctx_notify_fn_t     notify_fn;      /* notify function */
2137         int                     attach_user;    /* attach kthread to user process */
2138         int                     use_kthread;    /* use a kthread for the context */
2139 };
2140 /* kthread configuration */
2141 struct nm_kctx *nm_os_kctx_create(struct nm_kctx_cfg *cfg,
2142                                         void *opaque);
2143 int nm_os_kctx_worker_start(struct nm_kctx *);
2144 void nm_os_kctx_worker_stop(struct nm_kctx *);
2145 void nm_os_kctx_destroy(struct nm_kctx *);
2146 void nm_os_kctx_worker_wakeup(struct nm_kctx *nmk);
2147 void nm_os_kctx_send_irq(struct nm_kctx *);
2148 void nm_os_kctx_worker_setaff(struct nm_kctx *, int);
2149 u_int nm_os_ncpus(void);
2150
2151 #ifdef WITH_PTNETMAP_HOST
2152 /*
2153  * netmap adapter for host ptnetmap ports
2154  */
2155 struct netmap_pt_host_adapter {
2156         struct netmap_adapter up;
2157
2158         /* the passed-through adapter */
2159         struct netmap_adapter *parent;
2160         /* parent->na_flags, saved at NETMAP_PT_HOST_CREATE time,
2161          * and restored at NETMAP_PT_HOST_DELETE time */
2162         uint32_t parent_na_flags;
2163
2164         int (*parent_nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
2165         void *ptns;
2166 };
2167
2168 /* ptnetmap host-side routines */
2169 int netmap_get_pt_host_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
2170                         struct netmap_mem_d * nmd, int create);
2171 int ptnetmap_ctl(const char *nr_name, int create, struct netmap_adapter *na);
2172
2173 static inline int
2174 nm_ptnetmap_host_on(struct netmap_adapter *na)
2175 {
2176         return na && na->na_flags & NAF_PTNETMAP_HOST;
2177 }
2178 #else /* !WITH_PTNETMAP_HOST */
2179 #define netmap_get_pt_host_na(hdr, _2, _3, _4) \
2180         (((struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body)->nr_flags & (NR_PTNETMAP_HOST) ? EOPNOTSUPP : 0)
2181 #define ptnetmap_ctl(_1, _2, _3)   EINVAL
2182 #define nm_ptnetmap_host_on(_1)   EINVAL
2183 #endif /* !WITH_PTNETMAP_HOST */
2184
2185 #ifdef WITH_PTNETMAP_GUEST
2186 /* ptnetmap GUEST routines */
2187
2188 /*
2189  * netmap adapter for guest ptnetmap ports
2190  */
2191 struct netmap_pt_guest_adapter {
2192         /* The netmap adapter to be used by netmap applications.
2193          * This field must be the first, to allow upcast. */
2194         struct netmap_hw_adapter hwup;
2195
2196         /* The netmap adapter to be used by the driver. */
2197         struct netmap_hw_adapter dr;
2198
2199         /* Reference counter to track users of backend netmap port: the
2200          * network stack and netmap clients.
2201          * Used to decide when we need (de)allocate krings/rings and
2202          * start (stop) ptnetmap kthreads. */
2203         int backend_regifs;
2204
2205 };
2206
2207 int netmap_pt_guest_attach(struct netmap_adapter *na,
2208                         unsigned int nifp_offset,
2209                         unsigned int memid);
2210 struct ptnet_csb_gh;
2211 struct ptnet_csb_hg;
2212 bool netmap_pt_guest_txsync(struct ptnet_csb_gh *ptgh,
2213                         struct ptnet_csb_hg *pthg,
2214                         struct netmap_kring *kring,
2215                         int flags);
2216 bool netmap_pt_guest_rxsync(struct ptnet_csb_gh *ptgh,
2217                         struct ptnet_csb_hg *pthg,
2218                         struct netmap_kring *kring, int flags);
2219 int ptnet_nm_krings_create(struct netmap_adapter *na);
2220 void ptnet_nm_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
2221 void ptnet_nm_dtor(struct netmap_adapter *na);
2222 #endif /* WITH_PTNETMAP_GUEST */
2223
2224 struct nmreq_option * nmreq_findoption(struct nmreq_option *, uint16_t);
2225 int nmreq_checkduplicate(struct nmreq_option *);
2226
2227 #endif /* _NET_NETMAP_KERN_H_ */