]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/dev/netmap/netmap_kern.h
Merge llvm-project release/14.x llvmorg-14.0.4-0-g29f1039a7285
[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)
58 #define WITH_PTNETMAP
59 #endif
60 #if defined(CONFIG_NETMAP_SINK)
61 #define WITH_SINK
62 #endif
63 #if defined(CONFIG_NETMAP_NULL)
64 #define WITH_NMNULL
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 #define WITH_NMNULL
73
74 #else   /* neither linux nor windows */
75 #define WITH_VALE       // comment out to disable VALE support
76 #define WITH_PIPES
77 #define WITH_MONITOR
78 #define WITH_GENERIC
79 #define WITH_EXTMEM
80 #define WITH_NMNULL
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         /* Support for select(2) and poll(2). */
135         struct selinfo si;
136         /* Support for kqueue(9). See comments in netmap_freebsd.c */
137         struct taskqueue *ntfytq;
138         struct task ntfytask;
139         struct mtx m;
140         char mtxname[32];
141         int kqueue_users;
142 };
143
144
145 struct hrtimer {
146     /* Not used in FreeBSD. */
147 };
148
149 #define NM_BNS_GET(b)
150 #define NM_BNS_PUT(b)
151
152 #elif defined (linux)
153
154 #define NM_LOCK_T       safe_spinlock_t // see bsd_glue.h
155 #define NM_SELINFO_T    wait_queue_head_t
156 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->len)
157 #define MBUF_TRANSMIT(na, ifp, m)                                                       \
158         ({                                                                              \
159                 /* Avoid infinite recursion with generic. */                            \
160                 m->priority = NM_MAGIC_PRIORITY_TX;                                     \
161                 (((struct net_device_ops *)(na)->if_transmit)->ndo_start_xmit(m, ifp)); \
162                 0;                                                                      \
163         })
164
165 /* See explanation in nm_os_generic_xmit_frame. */
166 #define GEN_TX_MBUF_IFP(m)      ((struct ifnet *)skb_shinfo(m)->destructor_arg)
167
168 #define NM_ATOMIC_T     volatile long unsigned int
169
170 #define NM_MTX_T        struct mutex    /* OS-specific sleepable lock */
171 #define NM_MTX_INIT(m)  mutex_init(&(m))
172 #define NM_MTX_DESTROY(m)       do { (void)(m); } while (0)
173 #define NM_MTX_LOCK(m)          mutex_lock(&(m))
174 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        mutex_unlock(&(m))
175 #define NM_MTX_ASSERT(m)        mutex_is_locked(&(m))
176
177 #ifndef DEV_NETMAP
178 #define DEV_NETMAP
179 #endif /* DEV_NETMAP */
180
181 #elif defined (__APPLE__)
182
183 #warning apple support is incomplete.
184 #define likely(x)       __builtin_expect(!!(x), 1)
185 #define unlikely(x)     __builtin_expect(!!(x), 0)
186 #define NM_LOCK_T       IOLock *
187 #define NM_SELINFO_T    struct selinfo
188 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->m_pkthdr.len)
189
190 #elif defined (_WIN32)
191 #include "../../../WINDOWS/win_glue.h"
192
193 #define NM_SELRECORD_T          IO_STACK_LOCATION
194 #define NM_SELINFO_T            win_SELINFO             // see win_glue.h
195 #define NM_LOCK_T               win_spinlock_t  // see win_glue.h
196 #define NM_MTX_T                KGUARDED_MUTEX  /* OS-specific mutex (sleepable) */
197
198 #define NM_MTX_INIT(m)          KeInitializeGuardedMutex(&m);
199 #define NM_MTX_DESTROY(m)       do { (void)(m); } while (0)
200 #define NM_MTX_LOCK(m)          KeAcquireGuardedMutex(&(m))
201 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        KeReleaseGuardedMutex(&(m))
202 #define NM_MTX_ASSERT(m)        assert(&m.Count>0)
203
204 //These linknames are for the NDIS driver
205 #define NETMAP_NDIS_LINKNAME_STRING             L"\\DosDevices\\NMAPNDIS"
206 #define NETMAP_NDIS_NTDEVICE_STRING             L"\\Device\\NMAPNDIS"
207
208 //Definition of internal driver-to-driver ioctl codes
209 #define NETMAP_KERNEL_XCHANGE_POINTERS          _IO('i', 180)
210 #define NETMAP_KERNEL_SEND_SHUTDOWN_SIGNAL      _IO_direct('i', 195)
211
212 typedef struct hrtimer{
213         KTIMER timer;
214         BOOLEAN active;
215         KDPC deferred_proc;
216 };
217
218 /* MSVC does not have likely/unlikely support */
219 #ifdef _MSC_VER
220 #define likely(x)       (x)
221 #define unlikely(x)     (x)
222 #else
223 #define likely(x)       __builtin_expect((long)!!(x), 1L)
224 #define unlikely(x)     __builtin_expect((long)!!(x), 0L)
225 #endif //_MSC_VER
226
227 #else
228
229 #error unsupported platform
230
231 #endif /* end - platform-specific code */
232
233 #ifndef _WIN32 /* support for emulated sysctl */
234 #define SYSBEGIN(x)
235 #define SYSEND
236 #endif /* _WIN32 */
237
238 #define NM_ACCESS_ONCE(x)       (*(volatile __typeof__(x) *)&(x))
239
240 #define NMG_LOCK_T              NM_MTX_T
241 #define NMG_LOCK_INIT()         NM_MTX_INIT(netmap_global_lock)
242 #define NMG_LOCK_DESTROY()      NM_MTX_DESTROY(netmap_global_lock)
243 #define NMG_LOCK()              NM_MTX_LOCK(netmap_global_lock)
244 #define NMG_UNLOCK()            NM_MTX_UNLOCK(netmap_global_lock)
245 #define NMG_LOCK_ASSERT()       NM_MTX_ASSERT(netmap_global_lock)
246
247 #if defined(__FreeBSD__)
248 #define nm_prerr_int    printf
249 #define nm_prinf_int    printf
250 #elif defined (_WIN32)
251 #define nm_prerr_int    DbgPrint
252 #define nm_prinf_int    DbgPrint
253 #elif defined(linux)
254 #define nm_prerr_int(fmt, arg...)    printk(KERN_ERR fmt, ##arg)
255 #define nm_prinf_int(fmt, arg...)    printk(KERN_INFO fmt, ##arg)
256 #endif
257
258 #define nm_prinf(format, ...)                                   \
259         do {                                                    \
260                 struct timeval __xxts;                          \
261                 microtime(&__xxts);                             \
262                 nm_prinf_int("%03d.%06d [%4d] %-25s " format "\n",\
263                 (int)__xxts.tv_sec % 1000, (int)__xxts.tv_usec, \
264                 __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__);         \
265         } while (0)
266
267 #define nm_prerr(format, ...)                                   \
268         do {                                                    \
269                 struct timeval __xxts;                          \
270                 microtime(&__xxts);                             \
271                 nm_prerr_int("%03d.%06d [%4d] %-25s " format "\n",\
272                 (int)__xxts.tv_sec % 1000, (int)__xxts.tv_usec, \
273                 __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__);         \
274         } while (0)
275
276 /* Disabled printf (used to be nm_prdis). */
277 #define nm_prdis(format, ...)
278
279 /* Rate limited, lps indicates how many per second. */
280 #define nm_prlim(lps, format, ...)                              \
281         do {                                                    \
282                 static int t0, __cnt;                           \
283                 if (t0 != time_second) {                        \
284                         t0 = time_second;                       \
285                         __cnt = 0;                              \
286                 }                                               \
287                 if (__cnt++ < lps)                              \
288                         nm_prinf(format, ##__VA_ARGS__);        \
289         } while (0)
290
291 struct netmap_adapter;
292 struct nm_bdg_fwd;
293 struct nm_bridge;
294 struct netmap_priv_d;
295 struct nm_bdg_args;
296
297 /* os-specific NM_SELINFO_T initialization/destruction functions */
298 int nm_os_selinfo_init(NM_SELINFO_T *, const char *name);
299 void nm_os_selinfo_uninit(NM_SELINFO_T *);
300
301 const char *nm_dump_buf(char *p, int len, int lim, char *dst);
302
303 void nm_os_selwakeup(NM_SELINFO_T *si);
304 void nm_os_selrecord(NM_SELRECORD_T *sr, NM_SELINFO_T *si);
305
306 int nm_os_ifnet_init(void);
307 void nm_os_ifnet_fini(void);
308 void nm_os_ifnet_lock(void);
309 void nm_os_ifnet_unlock(void);
310
311 unsigned nm_os_ifnet_mtu(struct ifnet *ifp);
312
313 void nm_os_get_module(void);
314 void nm_os_put_module(void);
315
316 void netmap_make_zombie(struct ifnet *);
317 void netmap_undo_zombie(struct ifnet *);
318
319 /* os independent alloc/realloc/free */
320 void *nm_os_malloc(size_t);
321 void *nm_os_vmalloc(size_t);
322 void *nm_os_realloc(void *, size_t new_size, size_t old_size);
323 void nm_os_free(void *);
324 void nm_os_vfree(void *);
325
326 /* os specific attach/detach enter/exit-netmap-mode routines */
327 void nm_os_onattach(struct ifnet *);
328 void nm_os_ondetach(struct ifnet *);
329 void nm_os_onenter(struct ifnet *);
330 void nm_os_onexit(struct ifnet *);
331
332 /* passes a packet up to the host stack.
333  * If the packet is sent (or dropped) immediately it returns NULL,
334  * otherwise it links the packet to prev and returns m.
335  * In this case, a final call with m=NULL and prev != NULL will send up
336  * the entire chain to the host stack.
337  */
338 void *nm_os_send_up(struct ifnet *, struct mbuf *m, struct mbuf *prev);
339
340 int nm_os_mbuf_has_seg_offld(struct mbuf *m);
341 int nm_os_mbuf_has_csum_offld(struct mbuf *m);
342
343 #include "netmap_mbq.h"
344
345 extern NMG_LOCK_T       netmap_global_lock;
346
347 enum txrx { NR_RX = 0, NR_TX = 1, NR_TXRX };
348
349 static __inline const char*
350 nm_txrx2str(enum txrx t)
351 {
352         return (t== NR_RX ? "RX" : "TX");
353 }
354
355 static __inline enum txrx
356 nm_txrx_swap(enum txrx t)
357 {
358         return (t== NR_RX ? NR_TX : NR_RX);
359 }
360
361 #define for_rx_tx(t)    for ((t) = 0; (t) < NR_TXRX; (t)++)
362
363 #ifdef WITH_MONITOR
364 struct netmap_zmon_list {
365         struct netmap_kring *next;
366         struct netmap_kring *prev;
367 };
368 #endif /* WITH_MONITOR */
369
370 /*
371  * private, kernel view of a ring. Keeps track of the status of
372  * a ring across system calls.
373  *
374  *      nr_hwcur        index of the next buffer to refill.
375  *                      It corresponds to ring->head
376  *                      at the time the system call returns.
377  *
378  *      nr_hwtail       index of the first buffer owned by the kernel.
379  *                      On RX, hwcur->hwtail are receive buffers
380  *                      not yet released. hwcur is advanced following
381  *                      ring->head, hwtail is advanced on incoming packets,
382  *                      and a wakeup is generated when hwtail passes ring->cur
383  *                          On TX, hwcur->rcur have been filled by the sender
384  *                      but not sent yet to the NIC; rcur->hwtail are available
385  *                      for new transmissions, and hwtail->hwcur-1 are pending
386  *                      transmissions not yet acknowledged.
387  *
388  * The indexes in the NIC and netmap rings are offset by nkr_hwofs slots.
389  * This is so that, on a reset, buffers owned by userspace are not
390  * modified by the kernel. In particular:
391  * RX rings: the next empty buffer (hwtail + hwofs) coincides with
392  *      the next empty buffer as known by the hardware (next_to_check or so).
393  * TX rings: hwcur + hwofs coincides with next_to_send
394  *
395  * The following fields are used to implement lock-free copy of packets
396  * from input to output ports in VALE switch:
397  *      nkr_hwlease     buffer after the last one being copied.
398  *                      A writer in nm_bdg_flush reserves N buffers
399  *                      from nr_hwlease, advances it, then does the
400  *                      copy outside the lock.
401  *                      In RX rings (used for VALE ports),
402  *                      nkr_hwtail <= nkr_hwlease < nkr_hwcur+N-1
403  *                      In TX rings (used for NIC or host stack ports)
404  *                      nkr_hwcur <= nkr_hwlease < nkr_hwtail
405  *      nkr_leases      array of nkr_num_slots where writers can report
406  *                      completion of their block. NR_NOSLOT (~0) indicates
407  *                      that the writer has not finished yet
408  *      nkr_lease_idx   index of next free slot in nr_leases, to be assigned
409  *
410  * The kring is manipulated by txsync/rxsync and generic netmap function.
411  *
412  * Concurrent rxsync or txsync on the same ring are prevented through
413  * by nm_kr_(try)lock() which in turn uses nr_busy. This is all we need
414  * for NIC rings, and for TX rings attached to the host stack.
415  *
416  * RX rings attached to the host stack use an mbq (rx_queue) on both
417  * rxsync_from_host() and netmap_transmit(). The mbq is protected
418  * by its internal lock.
419  *
420  * RX rings attached to the VALE switch are accessed by both senders
421  * and receiver. They are protected through the q_lock on the RX ring.
422  */
423 struct netmap_kring {
424         struct netmap_ring      *ring;
425
426         uint32_t        nr_hwcur;  /* should be nr_hwhead */
427         uint32_t        nr_hwtail;
428
429         /*
430          * Copies of values in user rings, so we do not need to look
431          * at the ring (which could be modified). These are set in the
432          * *sync_prologue()/finalize() routines.
433          */
434         uint32_t        rhead;
435         uint32_t        rcur;
436         uint32_t        rtail;
437
438         uint32_t        nr_kflags;      /* private driver flags */
439 #define NKR_PENDINTR    0x1             // Pending interrupt.
440 #define NKR_EXCLUSIVE   0x2             /* exclusive binding */
441 #define NKR_FORWARD     0x4             /* (host ring only) there are
442                                            packets to forward
443                                          */
444 #define NKR_NEEDRING    0x8             /* ring needed even if users==0
445                                          * (used internally by pipes and
446                                          *  by ptnetmap host ports)
447                                          */
448 #define NKR_NOINTR      0x10            /* don't use interrupts on this ring */
449 #define NKR_FAKERING    0x20            /* don't allocate/free buffers */
450
451         uint32_t        nr_mode;
452         uint32_t        nr_pending_mode;
453 #define NKR_NETMAP_OFF  0x0
454 #define NKR_NETMAP_ON   0x1
455
456         uint32_t        nkr_num_slots;
457
458         /*
459          * On a NIC reset, the NIC ring indexes may be reset but the
460          * indexes in the netmap rings remain the same. nkr_hwofs
461          * keeps track of the offset between the two.
462          *
463          * Moreover, during reset, we can restore only the subset of
464          * the NIC ring that corresponds to the kernel-owned part of
465          * the netmap ring. The rest of the slots must be restored
466          * by the *sync routines when the user releases more slots.
467          * The nkr_to_refill field keeps track of the number of slots
468          * that still need to be restored.
469          */
470         int32_t         nkr_hwofs;
471         int32_t         nkr_to_refill;
472
473         /* last_reclaim is opaque marker to help reduce the frequency
474          * of operations such as reclaiming tx buffers. A possible use
475          * is set it to ticks and do the reclaim only once per tick.
476          */
477         uint64_t        last_reclaim;
478
479
480         NM_SELINFO_T    si;             /* poll/select wait queue */
481         NM_LOCK_T       q_lock;         /* protects kring and ring. */
482         NM_ATOMIC_T     nr_busy;        /* prevent concurrent syscalls */
483
484         /* the adapter the owns this kring */
485         struct netmap_adapter *na;
486
487         /* the adapter that wants to be notified when this kring has
488          * new slots available. This is usually the same as the above,
489          * but wrappers may let it point to themselves
490          */
491         struct netmap_adapter *notify_na;
492
493         /* The following fields are for VALE switch support */
494         struct nm_bdg_fwd *nkr_ft;
495         uint32_t        *nkr_leases;
496 #define NR_NOSLOT       ((uint32_t)~0)  /* used in nkr_*lease* */
497         uint32_t        nkr_hwlease;
498         uint32_t        nkr_lease_idx;
499
500         /* while nkr_stopped is set, no new [tr]xsync operations can
501          * be started on this kring.
502          * This is used by netmap_disable_all_rings()
503          * to find a synchronization point where critical data
504          * structures pointed to by the kring can be added or removed
505          */
506         volatile int nkr_stopped;
507
508         /* Support for adapters without native netmap support.
509          * On tx rings we preallocate an array of tx buffers
510          * (same size as the netmap ring), on rx rings we
511          * store incoming mbufs in a queue that is drained by
512          * a rxsync.
513          */
514         struct mbuf     **tx_pool;
515         struct mbuf     *tx_event;      /* TX event used as a notification */
516         NM_LOCK_T       tx_event_lock;  /* protects the tx_event mbuf */
517         struct mbq      rx_queue;       /* intercepted rx mbufs. */
518
519         uint32_t        users;          /* existing bindings for this ring */
520
521         uint32_t        ring_id;        /* kring identifier */
522         enum txrx       tx;             /* kind of ring (tx or rx) */
523         char name[64];                  /* diagnostic */
524
525         /* [tx]sync callback for this kring.
526          * The default nm_kring_create callback (netmap_krings_create)
527          * sets the nm_sync callback of each hardware tx(rx) kring to
528          * the corresponding nm_txsync(nm_rxsync) taken from the
529          * netmap_adapter; moreover, it sets the sync callback
530          * of the host tx(rx) ring to netmap_txsync_to_host
531          * (netmap_rxsync_from_host).
532          *
533          * Overrides: the above configuration is not changed by
534          * any of the nm_krings_create callbacks.
535          */
536         int (*nm_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
537         int (*nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
538
539 #ifdef WITH_PIPES
540         struct netmap_kring *pipe;      /* if this is a pipe ring,
541                                          * pointer to the other end
542                                          */
543         uint32_t pipe_tail;             /* hwtail updated by the other end */
544 #endif /* WITH_PIPES */
545
546         /* mask for the offset-related part of the ptr field in the slots */
547         uint64_t offset_mask;
548         /* maximum user-specified offset, as stipulated at bind time.
549          * Larger offset requests will be silently capped to offset_max.
550          */
551         uint64_t offset_max;
552         /* minimum gap between two consecutive offsets into the same
553          * buffer, as stipulated at bind time. This is used to choose
554          * the hwbuf_len, but is not otherwise checked for compliance
555          * at runtime.
556          */
557         uint64_t offset_gap;
558
559         /* size of hardware buffer. This may be less than the size of
560          * the netmap buffers because of non-zero offsets, or because
561          * the netmap buffer size exceeds the capability of the hardware.
562          */
563         uint64_t hwbuf_len;
564
565         /* required alignment (in bytes) for the buffers used by this ring.
566          * Netmap buffers are aligned to cachelines, which should suffice
567          * for most NICs. If the user is passing offsets, though, we need
568          * to check that the resulting buf address complies with any
569          * alignment restriction.
570          */
571         uint64_t buf_align;
572
573         /* hardware specific logic for the selection of the hwbuf_len */
574         int (*nm_bufcfg)(struct netmap_kring *kring, uint64_t target);
575
576         int (*save_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
577
578 #ifdef WITH_MONITOR
579         /* array of krings that are monitoring this kring */
580         struct netmap_kring **monitors;
581         uint32_t max_monitors; /* current size of the monitors array */
582         uint32_t n_monitors;    /* next unused entry in the monitor array */
583         uint32_t mon_pos[NR_TXRX]; /* index of this ring in the monitored ring array */
584         uint32_t mon_tail;  /* last seen slot on rx */
585
586         /* circular list of zero-copy monitors */
587         struct netmap_zmon_list zmon_list[NR_TXRX];
588
589         /*
590          * Monitors work by intercepting the sync and notify callbacks of the
591          * monitored krings. This is implemented by replacing the pointers
592          * above and saving the previous ones in mon_* pointers below
593          */
594         int (*mon_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
595         int (*mon_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
596
597 #endif
598 }
599 #ifdef _WIN32
600 __declspec(align(64));
601 #else
602 __attribute__((__aligned__(64)));
603 #endif
604
605 /* return 1 iff the kring needs to be turned on */
606 static inline int
607 nm_kring_pending_on(struct netmap_kring *kring)
608 {
609         return kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_ON &&
610                kring->nr_mode == NKR_NETMAP_OFF;
611 }
612
613 /* return 1 iff the kring needs to be turned off */
614 static inline int
615 nm_kring_pending_off(struct netmap_kring *kring)
616 {
617         return kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_OFF &&
618                kring->nr_mode == NKR_NETMAP_ON;
619 }
620
621 /* return the next index, with wraparound */
622 static inline uint32_t
623 nm_next(uint32_t i, uint32_t lim)
624 {
625         return unlikely (i == lim) ? 0 : i + 1;
626 }
627
628
629 /* return the previous index, with wraparound */
630 static inline uint32_t
631 nm_prev(uint32_t i, uint32_t lim)
632 {
633         return unlikely (i == 0) ? lim : i - 1;
634 }
635
636
637 /*
638  *
639  * Here is the layout for the Rx and Tx rings.
640
641        RxRING                            TxRING
642
643       +-----------------+            +-----------------+
644       |                 |            |                 |
645       |      free       |            |      free       |
646       +-----------------+            +-----------------+
647 head->| owned by user   |<-hwcur     | not sent to nic |<-hwcur
648       |                 |            | yet             |
649       +-----------------+            |                 |
650  cur->| available to    |            |                 |
651       | user, not read  |            +-----------------+
652       | yet             |       cur->| (being          |
653       |                 |            |  prepared)      |
654       |                 |            |                 |
655       +-----------------+            +     ------      +
656 tail->|                 |<-hwtail    |                 |<-hwlease
657       | (being          | ...        |                 | ...
658       |  prepared)      | ...        |                 | ...
659       +-----------------+ ...        |                 | ...
660       |                 |<-hwlease   +-----------------+
661       |                 |      tail->|                 |<-hwtail
662       |                 |            |                 |
663       |                 |            |                 |
664       |                 |            |                 |
665       +-----------------+            +-----------------+
666
667  * The cur/tail (user view) and hwcur/hwtail (kernel view)
668  * are used in the normal operation of the card.
669  *
670  * When a ring is the output of a switch port (Rx ring for
671  * a VALE port, Tx ring for the host stack or NIC), slots
672  * are reserved in blocks through 'hwlease' which points
673  * to the next unused slot.
674  * On an Rx ring, hwlease is always after hwtail,
675  * and completions cause hwtail to advance.
676  * On a Tx ring, hwlease is always between cur and hwtail,
677  * and completions cause cur to advance.
678  *
679  * nm_kr_space() returns the maximum number of slots that
680  * can be assigned.
681  * nm_kr_lease() reserves the required number of buffers,
682  *    advances nkr_hwlease and also returns an entry in
683  *    a circular array where completions should be reported.
684  */
685
686 struct lut_entry;
687 #ifdef __FreeBSD__
688 #define plut_entry lut_entry
689 #endif
690
691 struct netmap_lut {
692         struct lut_entry *lut;
693         struct plut_entry *plut;
694         uint32_t objtotal;      /* max buffer index */
695         uint32_t objsize;       /* buffer size */
696 };
697
698 struct netmap_vp_adapter; // forward
699 struct nm_bridge;
700
701 /* Struct to be filled by nm_config callbacks. */
702 struct nm_config_info {
703         unsigned num_tx_rings;
704         unsigned num_rx_rings;
705         unsigned num_tx_descs;
706         unsigned num_rx_descs;
707         unsigned rx_buf_maxsize;
708 };
709
710 /*
711  * default type for the magic field.
712  * May be overridden in glue code.
713  */
714 #ifndef NM_OS_MAGIC
715 #define NM_OS_MAGIC uint32_t
716 #endif /* !NM_OS_MAGIC */
717
718 /*
719  * The "struct netmap_adapter" extends the "struct adapter"
720  * (or equivalent) device descriptor.
721  * It contains all base fields needed to support netmap operation.
722  * There are in fact different types of netmap adapters
723  * (native, generic, VALE switch...) so a netmap_adapter is
724  * just the first field in the derived type.
725  */
726 struct netmap_adapter {
727         /*
728          * On linux we do not have a good way to tell if an interface
729          * is netmap-capable. So we always use the following trick:
730          * NA(ifp) points here, and the first entry (which hopefully
731          * always exists and is at least 32 bits) contains a magic
732          * value which we can use to detect that the interface is good.
733          */
734         NM_OS_MAGIC magic;
735         uint32_t na_flags;      /* enabled, and other flags */
736 #define NAF_SKIP_INTR   1       /* use the regular interrupt handler.
737                                  * useful during initialization
738                                  */
739 #define NAF_SW_ONLY     2       /* forward packets only to sw adapter */
740 #define NAF_BDG_MAYSLEEP 4      /* the bridge is allowed to sleep when
741                                  * forwarding packets coming from this
742                                  * interface
743                                  */
744 #define NAF_MEM_OWNER   8       /* the adapter uses its own memory area
745                                  * that cannot be changed
746                                  */
747 #define NAF_NATIVE      16      /* the adapter is native.
748                                  * Virtual ports (non persistent vale ports,
749                                  * pipes, monitors...) should never use
750                                  * this flag.
751                                  */
752 #define NAF_NETMAP_ON   32      /* netmap is active (either native or
753                                  * emulated). Where possible (e.g. FreeBSD)
754                                  * IFCAP_NETMAP also mirrors this flag.
755                                  */
756 #define NAF_HOST_RINGS  64      /* the adapter supports the host rings */
757 #define NAF_FORCE_NATIVE 128    /* the adapter is always NATIVE */
758 /* free */
759 #define NAF_MOREFRAG    512     /* the adapter supports NS_MOREFRAG */
760 #define NAF_OFFSETS     1024    /* the adapter supports the slot offsets */
761 #define NAF_HOST_ALL    2048    /* the adapter wants as many host rings as hw */
762 #define NAF_ZOMBIE      (1U<<30) /* the nic driver has been unloaded */
763 #define NAF_BUSY        (1U<<31) /* the adapter is used internally and
764                                   * cannot be registered from userspace
765                                   */
766         int active_fds; /* number of user-space descriptors using this
767                          interface, which is equal to the number of
768                          struct netmap_if objs in the mapped region. */
769
770         u_int num_rx_rings; /* number of adapter receive rings */
771         u_int num_tx_rings; /* number of adapter transmit rings */
772         u_int num_host_rx_rings; /* number of host receive rings */
773         u_int num_host_tx_rings; /* number of host transmit rings */
774
775         u_int num_tx_desc;  /* number of descriptor in each queue */
776         u_int num_rx_desc;
777
778         /* tx_rings and rx_rings are private but allocated as a
779          * contiguous chunk of memory. Each array has N+K entries,
780          * N for the hardware rings and K for the host rings.
781          */
782         struct netmap_kring **tx_rings; /* array of TX rings. */
783         struct netmap_kring **rx_rings; /* array of RX rings. */
784
785         void *tailroom;                /* space below the rings array */
786                                        /* (used for leases) */
787
788
789         NM_SELINFO_T si[NR_TXRX];       /* global wait queues */
790
791         /* count users of the global wait queues */
792         int si_users[NR_TXRX];
793
794         void *pdev; /* used to store pci device */
795
796         /* copy of if_qflush and if_transmit pointers, to intercept
797          * packets from the network stack when netmap is active.
798          */
799         int     (*if_transmit)(struct ifnet *, struct mbuf *);
800
801         /* copy of if_input for netmap_send_up() */
802         void     (*if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
803
804         /* Back reference to the parent ifnet struct. Used for
805          * hardware ports (emulated netmap included). */
806         struct ifnet *ifp; /* adapter is ifp->if_softc */
807
808         /*---- callbacks for this netmap adapter -----*/
809         /*
810          * nm_dtor() is the cleanup routine called when destroying
811          *      the adapter.
812          *      Called with NMG_LOCK held.
813          *
814          * nm_register() is called on NIOCREGIF and close() to enter
815          *      or exit netmap mode on the NIC
816          *      Called with NNG_LOCK held.
817          *
818          * nm_txsync() pushes packets to the underlying hw/switch
819          *
820          * nm_rxsync() collects packets from the underlying hw/switch
821          *
822          * nm_config() returns configuration information from the OS
823          *      Called with NMG_LOCK held.
824          *
825          * nm_bufcfg()
826          *      the purpose of this callback is to fill the kring->hwbuf_len
827          *      (l) and kring->buf_align fields. The l value is most important
828          *      for RX rings, where we want to disallow writes outside of the
829          *      netmap buffer. The l value must be computed taking into account
830          *      the stipulated max_offset (o), possibly increased if there are
831          *      alignment constraints, the maxframe (m), if known, and the
832          *      current NETMAP_BUF_SIZE (b) of the memory region used by the
833          *      adapter. We want the largest supported l such that o + l <= b.
834          *      If m is known to be <= b - o, the callback may also choose the
835          *      largest l <= m, ignoring the offset.  The buf_align field is
836          *      most important for TX rings when there are offsets.  The user
837          *      will see this value in the ring->buf_align field.  Misaligned
838          *      offsets will cause the corresponding packets to be silently
839          *      dropped.
840          *
841          * nm_krings_create() create and init the tx_rings and
842          *      rx_rings arrays of kring structures. In particular,
843          *      set the nm_sync callbacks for each ring.
844          *      There is no need to also allocate the corresponding
845          *      netmap_rings, since netmap_mem_rings_create() will always
846          *      be called to provide the missing ones.
847          *      Called with NNG_LOCK held.
848          *
849          * nm_krings_delete() cleanup and delete the tx_rings and rx_rings
850          *      arrays
851          *      Called with NMG_LOCK held.
852          *
853          * nm_notify() is used to act after data have become available
854          *      (or the stopped state of the ring has changed)
855          *      For hw devices this is typically a selwakeup(),
856          *      but for NIC/host ports attached to a switch (or vice-versa)
857          *      we also need to invoke the 'txsync' code downstream.
858          *      This callback pointer is actually used only to initialize
859          *      kring->nm_notify.
860          *      Return values are the same as for netmap_rx_irq().
861          */
862         void (*nm_dtor)(struct netmap_adapter *);
863
864         int (*nm_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
865         void (*nm_intr)(struct netmap_adapter *, int onoff);
866
867         int (*nm_txsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
868         int (*nm_rxsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
869         int (*nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
870         int (*nm_bufcfg)(struct netmap_kring *kring, uint64_t target);
871 #define NAF_FORCE_READ      1
872 #define NAF_FORCE_RECLAIM   2
873 #define NAF_CAN_FORWARD_DOWN 4
874         /* return configuration information */
875         int (*nm_config)(struct netmap_adapter *, struct nm_config_info *info);
876         int (*nm_krings_create)(struct netmap_adapter *);
877         void (*nm_krings_delete)(struct netmap_adapter *);
878         /*
879          * nm_bdg_attach() initializes the na_vp field to point
880          *      to an adapter that can be attached to a VALE switch. If the
881          *      current adapter is already a VALE port, na_vp is simply a cast;
882          *      otherwise, na_vp points to a netmap_bwrap_adapter.
883          *      If applicable, this callback also initializes na_hostvp,
884          *      that can be used to connect the adapter host rings to the
885          *      switch.
886          *      Called with NMG_LOCK held.
887          *
888          * nm_bdg_ctl() is called on the actual attach/detach to/from
889          *      to/from the switch, to perform adapter-specific
890          *      initializations
891          *      Called with NMG_LOCK held.
892          */
893         int (*nm_bdg_attach)(const char *bdg_name, struct netmap_adapter *,
894                         struct nm_bridge *);
895         int (*nm_bdg_ctl)(struct nmreq_header *, struct netmap_adapter *);
896
897         /* adapter used to attach this adapter to a VALE switch (if any) */
898         struct netmap_vp_adapter *na_vp;
899         /* adapter used to attach the host rings of this adapter
900          * to a VALE switch (if any) */
901         struct netmap_vp_adapter *na_hostvp;
902
903         /* standard refcount to control the lifetime of the adapter
904          * (it should be equal to the lifetime of the corresponding ifp)
905          */
906         int na_refcount;
907
908         /* memory allocator (opaque)
909          * We also cache a pointer to the lut_entry for translating
910          * buffer addresses, the total number of buffers and the buffer size.
911          */
912         struct netmap_mem_d *nm_mem;
913         struct netmap_mem_d *nm_mem_prev;
914         struct netmap_lut na_lut;
915
916         /* additional information attached to this adapter
917          * by other netmap subsystems. Currently used by
918          * bwrap, LINUX/v1000 and ptnetmap
919          */
920         void *na_private;
921
922         /* array of pipes that have this adapter as a parent */
923         struct netmap_pipe_adapter **na_pipes;
924         int na_next_pipe;       /* next free slot in the array */
925         int na_max_pipes;       /* size of the array */
926
927         /* Offset of ethernet header for each packet. */
928         u_int virt_hdr_len;
929
930         /* Max number of bytes that the NIC can store in the buffer
931          * referenced by each RX descriptor. This translates to the maximum
932          * bytes that a single netmap slot can reference. Larger packets
933          * require NS_MOREFRAG support. */
934         unsigned rx_buf_maxsize;
935
936         char name[NETMAP_REQ_IFNAMSIZ]; /* used at least by pipes */
937
938 #ifdef WITH_MONITOR
939         unsigned long   monitor_id;     /* debugging */
940 #endif
941 };
942
943 static __inline u_int
944 nma_get_ndesc(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
945 {
946         return (t == NR_TX ? na->num_tx_desc : na->num_rx_desc);
947 }
948
949 static __inline void
950 nma_set_ndesc(struct netmap_adapter *na, enum txrx t, u_int v)
951 {
952         if (t == NR_TX)
953                 na->num_tx_desc = v;
954         else
955                 na->num_rx_desc = v;
956 }
957
958 static __inline u_int
959 nma_get_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
960 {
961         return (t == NR_TX ? na->num_tx_rings : na->num_rx_rings);
962 }
963
964 static __inline u_int
965 nma_get_host_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
966 {
967         return (t == NR_TX ? na->num_host_tx_rings : na->num_host_rx_rings);
968 }
969
970 static __inline void
971 nma_set_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t, u_int v)
972 {
973         if (t == NR_TX)
974                 na->num_tx_rings = v;
975         else
976                 na->num_rx_rings = v;
977 }
978
979 static __inline void
980 nma_set_host_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t, u_int v)
981 {
982         if (t == NR_TX)
983                 na->num_host_tx_rings = v;
984         else
985                 na->num_host_rx_rings = v;
986 }
987
988 static __inline struct netmap_kring**
989 NMR(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
990 {
991         return (t == NR_TX ? na->tx_rings : na->rx_rings);
992 }
993
994 int nma_intr_enable(struct netmap_adapter *na, int onoff);
995
996 /*
997  * If the NIC is owned by the kernel
998  * (i.e., bridge), neither another bridge nor user can use it;
999  * if the NIC is owned by a user, only users can share it.
1000  * Evaluation must be done under NMG_LOCK().
1001  */
1002 #define NETMAP_OWNED_BY_KERN(na)        ((na)->na_flags & NAF_BUSY)
1003 #define NETMAP_OWNED_BY_ANY(na) \
1004         (NETMAP_OWNED_BY_KERN(na) || ((na)->active_fds > 0))
1005
1006 /*
1007  * derived netmap adapters for various types of ports
1008  */
1009 struct netmap_vp_adapter {      /* VALE software port */
1010         struct netmap_adapter up;
1011
1012         /*
1013          * Bridge support:
1014          *
1015          * bdg_port is the port number used in the bridge;
1016          * na_bdg points to the bridge this NA is attached to.
1017          */
1018         int bdg_port;
1019         struct nm_bridge *na_bdg;
1020         int retry;
1021         int autodelete; /* remove the ifp on last reference */
1022
1023         /* Maximum Frame Size, used in bdg_mismatch_datapath() */
1024         u_int mfs;
1025         /* Last source MAC on this port */
1026         uint64_t last_smac;
1027 };
1028
1029
1030 struct netmap_hw_adapter {      /* physical device */
1031         struct netmap_adapter up;
1032
1033 #ifdef linux
1034         struct net_device_ops nm_ndo;
1035         struct ethtool_ops    nm_eto;
1036 #endif
1037         const struct ethtool_ops*   save_ethtool;
1038
1039         int (*nm_hw_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
1040 };
1041
1042 #ifdef WITH_GENERIC
1043 /* Mitigation support. */
1044 struct nm_generic_mit {
1045         struct hrtimer mit_timer;
1046         int mit_pending;
1047         int mit_ring_idx;  /* index of the ring being mitigated */
1048         struct netmap_adapter *mit_na;  /* backpointer */
1049 };
1050
1051 struct netmap_generic_adapter { /* emulated device */
1052         struct netmap_hw_adapter up;
1053
1054         /* Pointer to a previously used netmap adapter. */
1055         struct netmap_adapter *prev;
1056
1057         /* Emulated netmap adapters support:
1058          *  - save_if_input saves the if_input hook (FreeBSD);
1059          *  - mit implements rx interrupt mitigation;
1060          */
1061         void (*save_if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
1062
1063         struct nm_generic_mit *mit;
1064 #ifdef linux
1065         netdev_tx_t (*save_start_xmit)(struct mbuf *, struct ifnet *);
1066 #endif
1067         /* Is the adapter able to use multiple RX slots to scatter
1068          * each packet pushed up by the driver? */
1069         int rxsg;
1070
1071         /* Is the transmission path controlled by a netmap-aware
1072          * device queue (i.e. qdisc on linux)? */
1073         int txqdisc;
1074 };
1075 #endif  /* WITH_GENERIC */
1076
1077 static __inline u_int
1078 netmap_real_rings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
1079 {
1080         return nma_get_nrings(na, t) +
1081                 !!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS) * nma_get_host_nrings(na, t);
1082 }
1083
1084 /* account for fake rings */
1085 static __inline u_int
1086 netmap_all_rings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
1087 {
1088         return max(nma_get_nrings(na, t) + 1, netmap_real_rings(na, t));
1089 }
1090
1091 int netmap_default_bdg_attach(const char *name, struct netmap_adapter *na,
1092                 struct nm_bridge *);
1093 struct nm_bdg_polling_state;
1094 /*
1095  * Bridge wrapper for non VALE ports attached to a VALE switch.
1096  *
1097  * The real device must already have its own netmap adapter (hwna).
1098  * The bridge wrapper and the hwna adapter share the same set of
1099  * netmap rings and buffers, but they have two separate sets of
1100  * krings descriptors, with tx/rx meanings swapped:
1101  *
1102  *                                  netmap
1103  *           bwrap     krings       rings      krings      hwna
1104  *         +------+   +------+     +-----+    +------+   +------+
1105  *         |tx_rings->|      |\   /|     |----|      |<-tx_rings|
1106  *         |      |   +------+ \ / +-----+    +------+   |      |
1107  *         |      |             X                        |      |
1108  *         |      |            / \                       |      |
1109  *         |      |   +------+/   \+-----+    +------+   |      |
1110  *         |rx_rings->|      |     |     |----|      |<-rx_rings|
1111  *         |      |   +------+     +-----+    +------+   |      |
1112  *         +------+                                      +------+
1113  *
1114  * - packets coming from the bridge go to the brwap rx rings,
1115  *   which are also the hwna tx rings.  The bwrap notify callback
1116  *   will then complete the hwna tx (see netmap_bwrap_notify).
1117  *
1118  * - packets coming from the outside go to the hwna rx rings,
1119  *   which are also the bwrap tx rings.  The (overwritten) hwna
1120  *   notify method will then complete the bridge tx
1121  *   (see netmap_bwrap_intr_notify).
1122  *
1123  *   The bridge wrapper may optionally connect the hwna 'host' rings
1124  *   to the bridge. This is done by using a second port in the
1125  *   bridge and connecting it to the 'host' netmap_vp_adapter
1126  *   contained in the netmap_bwrap_adapter. The brwap host adapter
1127  *   cross-links the hwna host rings in the same way as shown above.
1128  *
1129  * - packets coming from the bridge and directed to the host stack
1130  *   are handled by the bwrap host notify callback
1131  *   (see netmap_bwrap_host_notify)
1132  *
1133  * - packets coming from the host stack are still handled by the
1134  *   overwritten hwna notify callback (netmap_bwrap_intr_notify),
1135  *   but are diverted to the host adapter depending on the ring number.
1136  *
1137  */
1138 struct netmap_bwrap_adapter {
1139         struct netmap_vp_adapter up;
1140         struct netmap_vp_adapter host;  /* for host rings */
1141         struct netmap_adapter *hwna;    /* the underlying device */
1142
1143         /*
1144          * When we attach a physical interface to the bridge, we
1145          * allow the controlling process to terminate, so we need
1146          * a place to store the n_detmap_priv_d data structure.
1147          * This is only done when physical interfaces
1148          * are attached to a bridge.
1149          */
1150         struct netmap_priv_d *na_kpriv;
1151         struct nm_bdg_polling_state *na_polling_state;
1152         /* we overwrite the hwna->na_vp pointer, so we save
1153          * here its original value, to be restored at detach
1154          */
1155         struct netmap_vp_adapter *saved_na_vp;
1156         int (*nm_intr_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
1157 };
1158 int nm_bdg_polling(struct nmreq_header *hdr);
1159
1160 int netmap_bdg_attach(struct nmreq_header *hdr, void *auth_token);
1161 int netmap_bdg_detach(struct nmreq_header *hdr, void *auth_token);
1162 #ifdef WITH_VALE
1163 int netmap_vale_list(struct nmreq_header *hdr);
1164 int netmap_vi_create(struct nmreq_header *hdr, int);
1165 int nm_vi_create(struct nmreq_header *);
1166 int nm_vi_destroy(const char *name);
1167 #else /* !WITH_VALE */
1168 #define netmap_vi_create(hdr, a) (EOPNOTSUPP)
1169 #endif /* WITH_VALE */
1170
1171 #ifdef WITH_PIPES
1172
1173 #define NM_MAXPIPES     64      /* max number of pipes per adapter */
1174
1175 struct netmap_pipe_adapter {
1176         /* pipe identifier is up.name */
1177         struct netmap_adapter up;
1178
1179 #define NM_PIPE_ROLE_MASTER     0x1
1180 #define NM_PIPE_ROLE_SLAVE      0x2
1181         int role;       /* either NM_PIPE_ROLE_MASTER or NM_PIPE_ROLE_SLAVE */
1182
1183         struct netmap_adapter *parent; /* adapter that owns the memory */
1184         struct netmap_pipe_adapter *peer; /* the other end of the pipe */
1185         int peer_ref;           /* 1 iff we are holding a ref to the peer */
1186         struct ifnet *parent_ifp;       /* maybe null */
1187
1188         u_int parent_slot; /* index in the parent pipe array */
1189 };
1190
1191 #endif /* WITH_PIPES */
1192
1193 #ifdef WITH_NMNULL
1194 struct netmap_null_adapter {
1195         struct netmap_adapter up;
1196 };
1197 #endif /* WITH_NMNULL */
1198
1199
1200 /* return slots reserved to rx clients; used in drivers */
1201 static inline uint32_t
1202 nm_kr_rxspace(struct netmap_kring *k)
1203 {
1204         int space = k->nr_hwtail - k->nr_hwcur;
1205         if (space < 0)
1206                 space += k->nkr_num_slots;
1207         nm_prdis("preserving %d rx slots %d -> %d", space, k->nr_hwcur, k->nr_hwtail);
1208
1209         return space;
1210 }
1211
1212 /* return slots reserved to tx clients */
1213 #define nm_kr_txspace(_k) nm_kr_rxspace(_k)
1214
1215
1216 /* True if no space in the tx ring, only valid after txsync_prologue */
1217 static inline int
1218 nm_kr_txempty(struct netmap_kring *kring)
1219 {
1220         return kring->rhead == kring->nr_hwtail;
1221 }
1222
1223 /* True if no more completed slots in the rx ring, only valid after
1224  * rxsync_prologue */
1225 #define nm_kr_rxempty(_k)       nm_kr_txempty(_k)
1226
1227 /* True if the application needs to wait for more space on the ring
1228  * (more received packets or more free tx slots).
1229  * Only valid after *xsync_prologue. */
1230 static inline int
1231 nm_kr_wouldblock(struct netmap_kring *kring)
1232 {
1233         return kring->rcur == kring->nr_hwtail;
1234 }
1235
1236 /*
1237  * protect against multiple threads using the same ring.
1238  * also check that the ring has not been stopped or locked
1239  */
1240 #define NM_KR_BUSY      1       /* some other thread is syncing the ring */
1241 #define NM_KR_STOPPED   2       /* unbounded stop (ifconfig down or driver unload) */
1242 #define NM_KR_LOCKED    3       /* bounded, brief stop for mutual exclusion */
1243
1244
1245 /* release the previously acquired right to use the *sync() methods of the ring */
1246 static __inline void nm_kr_put(struct netmap_kring *kr)
1247 {
1248         NM_ATOMIC_CLEAR(&kr->nr_busy);
1249 }
1250
1251
1252 /* true if the ifp that backed the adapter has disappeared (e.g., the
1253  * driver has been unloaded)
1254  */
1255 static inline int nm_iszombie(struct netmap_adapter *na);
1256
1257 /* try to obtain exclusive right to issue the *sync() operations on the ring.
1258  * The right is obtained and must be later relinquished via nm_kr_put() if and
1259  * only if nm_kr_tryget() returns 0.
1260  * If can_sleep is 1 there are only two other possible outcomes:
1261  * - the function returns NM_KR_BUSY
1262  * - the function returns NM_KR_STOPPED and sets the POLLERR bit in *perr
1263  *   (if non-null)
1264  * In both cases the caller will typically skip the ring, possibly collecting
1265  * errors along the way.
1266  * If the calling context does not allow sleeping, the caller must pass 0 in can_sleep.
1267  * In the latter case, the function may also return NM_KR_LOCKED and leave *perr
1268  * untouched: ideally, the caller should try again at a later time.
1269  */
1270 static __inline int nm_kr_tryget(struct netmap_kring *kr, int can_sleep, int *perr)
1271 {
1272         int busy = 1, stopped;
1273         /* check a first time without taking the lock
1274          * to avoid starvation for nm_kr_get()
1275          */
1276 retry:
1277         stopped = kr->nkr_stopped;
1278         if (unlikely(stopped)) {
1279                 goto stop;
1280         }
1281         busy = NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(&kr->nr_busy);
1282         /* we should not return NM_KR_BUSY if the ring was
1283          * actually stopped, so check another time after
1284          * the barrier provided by the atomic operation
1285          */
1286         stopped = kr->nkr_stopped;
1287         if (unlikely(stopped)) {
1288                 goto stop;
1289         }
1290
1291         if (unlikely(nm_iszombie(kr->na))) {
1292                 stopped = NM_KR_STOPPED;
1293                 goto stop;
1294         }
1295
1296         return unlikely(busy) ? NM_KR_BUSY : 0;
1297
1298 stop:
1299         if (!busy)
1300                 nm_kr_put(kr);
1301         if (stopped == NM_KR_STOPPED) {
1302 /* if POLLERR is defined we want to use it to simplify netmap_poll().
1303  * Otherwise, any non-zero value will do.
1304  */
1305 #ifdef POLLERR
1306 #define NM_POLLERR POLLERR
1307 #else
1308 #define NM_POLLERR 1
1309 #endif /* POLLERR */
1310                 if (perr)
1311                         *perr |= NM_POLLERR;
1312 #undef NM_POLLERR
1313         } else if (can_sleep) {
1314                 tsleep(kr, 0, "NM_KR_TRYGET", 4);
1315                 goto retry;
1316         }
1317         return stopped;
1318 }
1319
1320 /* put the ring in the 'stopped' state and wait for the current user (if any) to
1321  * notice. stopped must be either NM_KR_STOPPED or NM_KR_LOCKED
1322  */
1323 static __inline void nm_kr_stop(struct netmap_kring *kr, int stopped)
1324 {
1325         kr->nkr_stopped = stopped;
1326         while (NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(&kr->nr_busy))
1327                 tsleep(kr, 0, "NM_KR_GET", 4);
1328 }
1329
1330 /* restart a ring after a stop */
1331 static __inline void nm_kr_start(struct netmap_kring *kr)
1332 {
1333         kr->nkr_stopped = 0;
1334         nm_kr_put(kr);
1335 }
1336
1337
1338 /*
1339  * The following functions are used by individual drivers to
1340  * support netmap operation.
1341  *
1342  * netmap_attach() initializes a struct netmap_adapter, allocating the
1343  *      struct netmap_ring's and the struct selinfo.
1344  *
1345  * netmap_detach() frees the memory allocated by netmap_attach().
1346  *
1347  * netmap_transmit() replaces the if_transmit routine of the interface,
1348  *      and is used to intercept packets coming from the stack.
1349  *
1350  * netmap_load_map/netmap_reload_map are helper routines to set/reset
1351  *      the dmamap for a packet buffer
1352  *
1353  * netmap_reset() is a helper routine to be called in the hw driver
1354  *      when reinitializing a ring. It should not be called by
1355  *      virtual ports (vale, pipes, monitor)
1356  */
1357 int netmap_attach(struct netmap_adapter *);
1358 int netmap_attach_ext(struct netmap_adapter *, size_t size, int override_reg);
1359 void netmap_detach(struct ifnet *);
1360 int netmap_transmit(struct ifnet *, struct mbuf *);
1361 struct netmap_slot *netmap_reset(struct netmap_adapter *na,
1362         enum txrx tx, u_int n, u_int new_cur);
1363 int netmap_ring_reinit(struct netmap_kring *);
1364 int netmap_rings_config_get(struct netmap_adapter *, struct nm_config_info *);
1365
1366 /* Return codes for netmap_*x_irq. */
1367 enum {
1368         /* Driver should do normal interrupt processing, e.g. because
1369          * the interface is not in netmap mode. */
1370         NM_IRQ_PASS = 0,
1371         /* Port is in netmap mode, and the interrupt work has been
1372          * completed. The driver does not have to notify netmap
1373          * again before the next interrupt. */
1374         NM_IRQ_COMPLETED = -1,
1375         /* Port is in netmap mode, but the interrupt work has not been
1376          * completed. The driver has to make sure netmap will be
1377          * notified again soon, even if no more interrupts come (e.g.
1378          * on Linux the driver should not call napi_complete()). */
1379         NM_IRQ_RESCHED = -2,
1380 };
1381
1382 /* default functions to handle rx/tx interrupts */
1383 int netmap_rx_irq(struct ifnet *, u_int, u_int *);
1384 #define netmap_tx_irq(_n, _q) netmap_rx_irq(_n, _q, NULL)
1385 int netmap_common_irq(struct netmap_adapter *, u_int, u_int *work_done);
1386
1387
1388 #ifdef WITH_VALE
1389 /* functions used by external modules to interface with VALE */
1390 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   ((_vp)->up.ifp)
1391 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  (NA(_ifp)->na_vp)
1392 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) (NA(_ifp)->na_hostvp)
1393 #define netmap_bdg_idx(_vp)     ((_vp)->bdg_port)
1394 const char *netmap_bdg_name(struct netmap_vp_adapter *);
1395 #else /* !WITH_VALE */
1396 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   NULL
1397 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  NULL
1398 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) NULL
1399 #define netmap_bdg_idx(_vp)     -1
1400 #endif /* WITH_VALE */
1401
1402 static inline int
1403 nm_netmap_on(struct netmap_adapter *na)
1404 {
1405         return na && na->na_flags & NAF_NETMAP_ON;
1406 }
1407
1408 static inline int
1409 nm_native_on(struct netmap_adapter *na)
1410 {
1411         return nm_netmap_on(na) && (na->na_flags & NAF_NATIVE);
1412 }
1413
1414 static inline struct netmap_kring *
1415 netmap_kring_on(struct netmap_adapter *na, u_int q, enum txrx t)
1416 {
1417         struct netmap_kring *kring = NULL;
1418
1419         if (!nm_native_on(na))
1420                 return NULL;
1421
1422         if (t == NR_RX && q < na->num_rx_rings)
1423                 kring = na->rx_rings[q];
1424         else if (t == NR_TX && q < na->num_tx_rings)
1425                 kring = na->tx_rings[q];
1426         else
1427                 return NULL;
1428
1429         return (kring->nr_mode == NKR_NETMAP_ON) ? kring : NULL;
1430 }
1431
1432 static inline int
1433 nm_iszombie(struct netmap_adapter *na)
1434 {
1435         return na == NULL || (na->na_flags & NAF_ZOMBIE);
1436 }
1437
1438 void nm_set_native_flags(struct netmap_adapter *);
1439 void nm_clear_native_flags(struct netmap_adapter *);
1440
1441 void netmap_krings_mode_commit(struct netmap_adapter *na, int onoff);
1442
1443 /*
1444  * nm_*sync_prologue() functions are used in ioctl/poll and ptnetmap
1445  * kthreads.
1446  * We need netmap_ring* parameter, because in ptnetmap it is decoupled
1447  * from host kring.
1448  * The user-space ring pointers (head/cur/tail) are shared through
1449  * CSB between host and guest.
1450  */
1451
1452 /*
1453  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head
1454  * If any error, returns ring_size to force a reinit.
1455  */
1456 uint32_t nm_txsync_prologue(struct netmap_kring *, struct netmap_ring *);
1457
1458
1459 /*
1460  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head
1461  * If any error, returns ring_size lim to force a reinit.
1462  */
1463 uint32_t nm_rxsync_prologue(struct netmap_kring *, struct netmap_ring *);
1464
1465
1466 /* check/fix address and len in tx rings */
1467 #if 1 /* debug version */
1468 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
1469         if (_a == NETMAP_BUF_BASE(_na) || _l > NETMAP_BUF_SIZE(_na)) {  \
1470                 nm_prlim(5, "bad addr/len ring %d slot %d idx %d len %d",       \
1471                         kring->ring_id, nm_i, slot->buf_idx, len);      \
1472                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1473                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1474         } } while (0)
1475 #else /* no debug version */
1476 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
1477                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1478                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1479         } while (0)
1480 #endif
1481
1482 #define NM_CHECK_ADDR_LEN_OFF(na_, l_, o_) do {                         \
1483         if ((l_) + (o_) < (l_) ||                                       \
1484             (l_) + (o_) > NETMAP_BUF_SIZE(na_)) {                       \
1485                 (l_) = NETMAP_BUF_SIZE(na_) - (o_);                     \
1486         } } while (0)
1487
1488
1489 /*---------------------------------------------------------------*/
1490 /*
1491  * Support routines used by netmap subsystems
1492  * (native drivers, VALE, generic, pipes, monitors, ...)
1493  */
1494
1495
1496 /* common routine for all functions that create a netmap adapter. It performs
1497  * two main tasks:
1498  * - if the na points to an ifp, mark the ifp as netmap capable
1499  *   using na as its native adapter;
1500  * - provide defaults for the setup callbacks and the memory allocator
1501  */
1502 int netmap_attach_common(struct netmap_adapter *);
1503 /* fill priv->np_[tr]xq{first,last} using the ringid and flags information
1504  * coming from a struct nmreq_register
1505  */
1506 int netmap_interp_ringid(struct netmap_priv_d *priv, struct nmreq_header *hdr);
1507 /* update the ring parameters (number and size of tx and rx rings).
1508  * It calls the nm_config callback, if available.
1509  */
1510 int netmap_update_config(struct netmap_adapter *na);
1511 /* create and initialize the common fields of the krings array.
1512  * using the information that must be already available in the na.
1513  * tailroom can be used to request the allocation of additional
1514  * tailroom bytes after the krings array. This is used by
1515  * netmap_vp_adapter's (i.e., VALE ports) to make room for
1516  * leasing-related data structures
1517  */
1518 int netmap_krings_create(struct netmap_adapter *na, u_int tailroom);
1519 /* deletes the kring array of the adapter. The array must have
1520  * been created using netmap_krings_create
1521  */
1522 void netmap_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
1523
1524 int netmap_hw_krings_create(struct netmap_adapter *na);
1525 void netmap_hw_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
1526
1527 /* set the stopped/enabled status of ring
1528  * When stopping, they also wait for all current activity on the ring to
1529  * terminate. The status change is then notified using the na nm_notify
1530  * callback.
1531  */
1532 void netmap_set_ring(struct netmap_adapter *, u_int ring_id, enum txrx, int stopped);
1533 /* set the stopped/enabled status of all rings of the adapter. */
1534 void netmap_set_all_rings(struct netmap_adapter *, int stopped);
1535 /* convenience wrappers for netmap_set_all_rings */
1536 void netmap_disable_all_rings(struct ifnet *);
1537 void netmap_enable_all_rings(struct ifnet *);
1538
1539 int netmap_buf_size_validate(const struct netmap_adapter *na, unsigned mtu);
1540 int netmap_do_regif(struct netmap_priv_d *priv, struct netmap_adapter *na,
1541                 struct nmreq_header *);
1542 void netmap_do_unregif(struct netmap_priv_d *priv);
1543
1544 u_int nm_bound_var(u_int *v, u_int dflt, u_int lo, u_int hi, const char *msg);
1545 int netmap_get_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1546                 struct ifnet **ifp, struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1547 void netmap_unget_na(struct netmap_adapter *na, struct ifnet *ifp);
1548 int netmap_get_hw_na(struct ifnet *ifp,
1549                 struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_adapter **na);
1550 void netmap_mem_restore(struct netmap_adapter *na);
1551
1552 #ifdef WITH_VALE
1553 uint32_t netmap_vale_learning(struct nm_bdg_fwd *ft, uint8_t *dst_ring,
1554                 struct netmap_vp_adapter *, void *private_data);
1555
1556 /* these are redefined in case of no VALE support */
1557 int netmap_get_vale_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1558                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1559 void *netmap_vale_create(const char *bdg_name, int *return_status);
1560 int netmap_vale_destroy(const char *bdg_name, void *auth_token);
1561
1562 extern unsigned int vale_max_bridges;
1563
1564 #else /* !WITH_VALE */
1565 #define netmap_bdg_learning(_1, _2, _3, _4)     0
1566 #define netmap_get_vale_na(_1, _2, _3, _4)      0
1567 #define netmap_bdg_create(_1, _2)       NULL
1568 #define netmap_bdg_destroy(_1, _2)      0
1569 #endif /* !WITH_VALE */
1570
1571 #ifdef WITH_PIPES
1572 /* max number of pipes per device */
1573 #define NM_MAXPIPES     64      /* XXX this should probably be a sysctl */
1574 void netmap_pipe_dealloc(struct netmap_adapter *);
1575 int netmap_get_pipe_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1576                         struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1577 #else /* !WITH_PIPES */
1578 #define NM_MAXPIPES     0
1579 #define netmap_pipe_alloc(_1, _2)       0
1580 #define netmap_pipe_dealloc(_1)
1581 #define netmap_get_pipe_na(hdr, _2, _3, _4)     \
1582         ((strchr(hdr->nr_name, '{') != NULL || strchr(hdr->nr_name, '}') != NULL) ? EOPNOTSUPP : 0)
1583 #endif
1584
1585 #ifdef WITH_MONITOR
1586 int netmap_get_monitor_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1587                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1588 void netmap_monitor_stop(struct netmap_adapter *na);
1589 #else
1590 #define netmap_get_monitor_na(hdr, _2, _3, _4) \
1591         (((struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body)->nr_flags & (NR_MONITOR_TX | NR_MONITOR_RX) ? EOPNOTSUPP : 0)
1592 #endif
1593
1594 #ifdef WITH_NMNULL
1595 int netmap_get_null_na(struct nmreq_header *hdr, struct netmap_adapter **na,
1596                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1597 #else /* !WITH_NMNULL */
1598 #define netmap_get_null_na(hdr, _2, _3, _4) \
1599         (((struct nmreq_register *)(uintptr_t)hdr->nr_body)->nr_flags & (NR_MONITOR_TX | NR_MONITOR_RX) ? EOPNOTSUPP : 0)
1600 #endif /* WITH_NMNULL */
1601
1602 #ifdef CONFIG_NET_NS
1603 struct net *netmap_bns_get(void);
1604 void netmap_bns_put(struct net *);
1605 void netmap_bns_getbridges(struct nm_bridge **, u_int *);
1606 #else
1607 extern struct nm_bridge *nm_bridges;
1608 #define netmap_bns_get()
1609 #define netmap_bns_put(_1)
1610 #define netmap_bns_getbridges(b, n) \
1611         do { *b = nm_bridges; *n = vale_max_bridges; } while (0)
1612 #endif
1613
1614 /* Various prototypes */
1615 int netmap_poll(struct netmap_priv_d *, int events, NM_SELRECORD_T *td);
1616 int netmap_init(void);
1617 void netmap_fini(void);
1618 int netmap_get_memory(struct netmap_priv_d* p);
1619 void netmap_dtor(void *data);
1620
1621 int netmap_ioctl(struct netmap_priv_d *priv, u_long cmd, caddr_t data,
1622                 struct thread *, int nr_body_is_user);
1623 int netmap_ioctl_legacy(struct netmap_priv_d *priv, u_long cmd, caddr_t data,
1624                         struct thread *td);
1625 size_t nmreq_size_by_type(uint16_t nr_reqtype);
1626
1627 /* netmap_adapter creation/destruction */
1628
1629 // #define NM_DEBUG_PUTGET 1
1630
1631 #ifdef NM_DEBUG_PUTGET
1632
1633 #define NM_DBG(f) __##f
1634
1635 void __netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1636
1637 #define netmap_adapter_get(na)                          \
1638         do {                                            \
1639                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1640                 nm_prinf("getting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);        \
1641                 __netmap_adapter_get(__na);             \
1642         } while (0)
1643
1644 int __netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1645
1646 #define netmap_adapter_put(na)                          \
1647         ({                                              \
1648                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1649                 nm_prinf("putting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);        \
1650                 __netmap_adapter_put(__na);             \
1651         })
1652
1653 #else /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1654
1655 #define NM_DBG(f) f
1656 void netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1657 int netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1658
1659 #endif /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1660
1661
1662 /*
1663  * module variables
1664  */
1665 #define NETMAP_BUF_BASE(_na)    ((_na)->na_lut.lut[0].vaddr)
1666 #define NETMAP_BUF_SIZE(_na)    ((_na)->na_lut.objsize)
1667 extern int netmap_no_pendintr;
1668 extern int netmap_verbose;
1669 #ifdef CONFIG_NETMAP_DEBUG
1670 extern int netmap_debug;                /* for debugging */
1671 #else /* !CONFIG_NETMAP_DEBUG */
1672 #define netmap_debug (0)
1673 #endif /* !CONFIG_NETMAP_DEBUG */
1674 enum {                                  /* debug flags */
1675         NM_DEBUG_ON = 1,                /* generic debug messages */
1676         NM_DEBUG_HOST = 0x2,            /* debug host stack */
1677         NM_DEBUG_RXSYNC = 0x10,         /* debug on rxsync/txsync */
1678         NM_DEBUG_TXSYNC = 0x20,
1679         NM_DEBUG_RXINTR = 0x100,        /* debug on rx/tx intr (driver) */
1680         NM_DEBUG_TXINTR = 0x200,
1681         NM_DEBUG_NIC_RXSYNC = 0x1000,   /* debug on rx/tx intr (driver) */
1682         NM_DEBUG_NIC_TXSYNC = 0x2000,
1683         NM_DEBUG_MEM = 0x4000,          /* verbose memory allocations/deallocations */
1684         NM_DEBUG_VALE = 0x8000,         /* debug messages from memory allocators */
1685         NM_DEBUG_BDG = NM_DEBUG_VALE,
1686 };
1687
1688 extern int netmap_txsync_retry;
1689 extern int netmap_generic_hwcsum;
1690 extern int netmap_generic_mit;
1691 extern int netmap_generic_ringsize;
1692 extern int netmap_generic_rings;
1693 #ifdef linux
1694 extern int netmap_generic_txqdisc;
1695 #endif
1696
1697 /*
1698  * NA returns a pointer to the struct netmap adapter from the ifp.
1699  * WNA is os-specific and must be defined in glue code.
1700  */
1701 #define NA(_ifp)        ((struct netmap_adapter *)WNA(_ifp))
1702
1703 /*
1704  * we provide a default implementation of NM_ATTACH_NA/NM_DETACH_NA
1705  * based on the WNA field.
1706  * Glue code may override this by defining its own NM_ATTACH_NA
1707  */
1708 #ifndef NM_ATTACH_NA
1709 /*
1710  * On old versions of FreeBSD, NA(ifp) is a pspare. On linux we
1711  * overload another pointer in the netdev.
1712  *
1713  * We check if NA(ifp) is set and its first element has a related
1714  * magic value. The capenable is within the struct netmap_adapter.
1715  */
1716 #define NETMAP_MAGIC    0x52697a7a
1717
1718 #define NM_NA_VALID(ifp)        (NA(ifp) &&             \
1719         ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp) ^ NA(ifp)->magic) == NETMAP_MAGIC )
1720
1721 #define NM_ATTACH_NA(ifp, na) do {                                      \
1722         WNA(ifp) = na;                                                  \
1723         if (NA(ifp))                                                    \
1724                 NA(ifp)->magic =                                        \
1725                         ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp)) ^ NETMAP_MAGIC;  \
1726 } while(0)
1727 #define NM_RESTORE_NA(ifp, na)  WNA(ifp) = na;
1728
1729 #define NM_DETACH_NA(ifp)       do { WNA(ifp) = NULL; } while (0)
1730 #define NM_NA_CLASH(ifp)        (NA(ifp) && !NM_NA_VALID(ifp))
1731 #endif /* !NM_ATTACH_NA */
1732
1733
1734 #define NM_IS_NATIVE(ifp)       (NM_NA_VALID(ifp) && NA(ifp)->nm_dtor == netmap_hw_dtor)
1735
1736 #if defined(__FreeBSD__)
1737
1738 /* Assigns the device IOMMU domain to an allocator.
1739  * Returns -ENOMEM in case the domain is different */
1740 #define nm_iommu_group_id(dev) (-1)
1741
1742 /* Callback invoked by the dma machinery after a successful dmamap_load */
1743 static void netmap_dmamap_cb(__unused void *arg,
1744     __unused bus_dma_segment_t * segs, __unused int nseg, __unused int error)
1745 {
1746 }
1747
1748 /* bus_dmamap_load wrapper: call aforementioned function if map != NULL.
1749  * XXX can we do it without a callback ?
1750  */
1751 static inline int
1752 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1753         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1754 {
1755         if (map)
1756                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1757                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1758         return 0;
1759 }
1760
1761 static inline void
1762 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1763         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map)
1764 {
1765         if (map)
1766                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1767 }
1768
1769 #define netmap_sync_map(na, tag, map, sz, t)
1770
1771 /* update the map when a buffer changes. */
1772 static inline void
1773 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1774         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1775 {
1776         if (map) {
1777                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1778                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1779                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1780         }
1781 }
1782
1783 #elif defined(_WIN32)
1784
1785 #else /* linux */
1786
1787 int nm_iommu_group_id(bus_dma_tag_t dev);
1788 #include <linux/dma-mapping.h>
1789
1790 /*
1791  * on linux we need
1792  *      dma_map_single(&pdev->dev, virt_addr, len, direction)
1793  *      dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, phys_addr, len, direction)
1794  */
1795 #if 0
1796         struct e1000_buffer *buffer_info =  &tx_ring->buffer_info[l];
1797         /* set time_stamp *before* dma to help avoid a possible race */
1798         buffer_info->time_stamp = jiffies;
1799         buffer_info->mapped_as_page = false;
1800         buffer_info->length = len;
1801         //buffer_info->next_to_watch = l;
1802         /* reload dma map */
1803         dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma,
1804                         NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1805         buffer_info->dma = dma_map_single(&adapter->pdev->dev,
1806                         addr, NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1807
1808         if (dma_mapping_error(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma)) {
1809                 nm_prerr("dma mapping error");
1810                 /* goto dma_error; See e1000_put_txbuf() */
1811                 /* XXX reset */
1812         }
1813         tx_desc->buffer_addr = htole64(buffer_info->dma); //XXX
1814
1815 #endif
1816
1817 static inline int
1818 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1819         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf, u_int size)
1820 {
1821         if (map) {
1822                 *map = dma_map_single(na->pdev, buf, size,
1823                                       DMA_BIDIRECTIONAL);
1824                 if (dma_mapping_error(na->pdev, *map)) {
1825                         *map = 0;
1826                         return ENOMEM;
1827                 }
1828         }
1829         return 0;
1830 }
1831
1832 static inline void
1833 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1834         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, u_int sz)
1835 {
1836         if (*map) {
1837                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1838                                  DMA_BIDIRECTIONAL);
1839         }
1840 }
1841
1842 #ifdef NETMAP_LINUX_HAVE_DMASYNC
1843 static inline void
1844 netmap_sync_map_cpu(struct netmap_adapter *na,
1845         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, u_int sz, enum txrx t)
1846 {
1847         if (*map) {
1848                 dma_sync_single_for_cpu(na->pdev, *map, sz,
1849                         (t == NR_TX ? DMA_TO_DEVICE : DMA_FROM_DEVICE));
1850         }
1851 }
1852
1853 static inline void
1854 netmap_sync_map_dev(struct netmap_adapter *na,
1855         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, u_int sz, enum txrx t)
1856 {
1857         if (*map) {
1858                 dma_sync_single_for_device(na->pdev, *map, sz,
1859                         (t == NR_TX ? DMA_TO_DEVICE : DMA_FROM_DEVICE));
1860         }
1861 }
1862
1863 static inline void
1864 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1865         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1866 {
1867         u_int sz = NETMAP_BUF_SIZE(na);
1868
1869         if (*map) {
1870                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1871                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1872         }
1873
1874         *map = dma_map_single(na->pdev, buf, sz,
1875                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1876 }
1877 #else /* !NETMAP_LINUX_HAVE_DMASYNC */
1878 #define netmap_sync_map_cpu(na, tag, map, sz, t)
1879 #define netmap_sync_map_dev(na, tag, map, sz, t)
1880 #endif /* NETMAP_LINUX_HAVE_DMASYNC */
1881
1882 #endif /* linux */
1883
1884
1885 /*
1886  * functions to map NIC to KRING indexes (n2k) and vice versa (k2n)
1887  */
1888 static inline int
1889 netmap_idx_n2k(struct netmap_kring *kr, int idx)
1890 {
1891         int n = kr->nkr_num_slots;
1892
1893         if (likely(kr->nkr_hwofs == 0)) {
1894                 return idx;
1895         }
1896
1897         idx += kr->nkr_hwofs;
1898         if (idx < 0)
1899                 return idx + n;
1900         else if (idx < n)
1901                 return idx;
1902         else
1903                 return idx - n;
1904 }
1905
1906
1907 static inline int
1908 netmap_idx_k2n(struct netmap_kring *kr, int idx)
1909 {
1910         int n = kr->nkr_num_slots;
1911
1912         if (likely(kr->nkr_hwofs == 0)) {
1913                 return idx;
1914         }
1915
1916         idx -= kr->nkr_hwofs;
1917         if (idx < 0)
1918                 return idx + n;
1919         else if (idx < n)
1920                 return idx;
1921         else
1922                 return idx - n;
1923 }
1924
1925
1926 /* Entries of the look-up table. */
1927 #ifdef __FreeBSD__
1928 struct lut_entry {
1929         void *vaddr;            /* virtual address. */
1930         vm_paddr_t paddr;       /* physical address. */
1931 };
1932 #else /* linux & _WIN32 */
1933 /* dma-mapping in linux can assign a buffer a different address
1934  * depending on the device, so we need to have a separate
1935  * physical-address look-up table for each na.
1936  * We can still share the vaddrs, though, therefore we split
1937  * the lut_entry structure.
1938  */
1939 struct lut_entry {
1940         void *vaddr;            /* virtual address. */
1941 };
1942
1943 struct plut_entry {
1944         vm_paddr_t paddr;       /* physical address. */
1945 };
1946 #endif /* linux & _WIN32 */
1947
1948 struct netmap_obj_pool;
1949
1950 /* alignment for netmap buffers */
1951 #define NM_BUF_ALIGN    64
1952
1953 /*
1954  * NMB return the virtual address of a buffer (buffer 0 on bad index)
1955  * PNMB also fills the physical address
1956  */
1957 static inline void *
1958 NMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot)
1959 {
1960         struct lut_entry *lut = na->na_lut.lut;
1961         uint32_t i = slot->buf_idx;
1962         return (unlikely(i >= na->na_lut.objtotal)) ?
1963                 lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1964 }
1965
1966 static inline void *
1967 PNMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot, uint64_t *pp)
1968 {
1969         uint32_t i = slot->buf_idx;
1970         struct lut_entry *lut = na->na_lut.lut;
1971         struct plut_entry *plut = na->na_lut.plut;
1972         void *ret = (i >= na->na_lut.objtotal) ? lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1973
1974 #ifdef _WIN32
1975         *pp = (i >= na->na_lut.objtotal) ? (uint64_t)plut[0].paddr.QuadPart : (uint64_t)plut[i].paddr.QuadPart;
1976 #else
1977         *pp = (i >= na->na_lut.objtotal) ? plut[0].paddr : plut[i].paddr;
1978 #endif
1979         return ret;
1980 }
1981
1982 static inline void
1983 nm_write_offset(struct netmap_kring *kring,
1984                 struct netmap_slot *slot, uint64_t offset)
1985 {
1986         slot->ptr = (slot->ptr & ~kring->offset_mask) |
1987                 (offset & kring->offset_mask);
1988 }
1989
1990 static inline uint64_t
1991 nm_get_offset(struct netmap_kring *kring, struct netmap_slot *slot)
1992 {
1993         uint64_t offset = (slot->ptr & kring->offset_mask);
1994         if (unlikely(offset > kring->offset_max))
1995                 offset = kring->offset_max;
1996         return offset;
1997 }
1998
1999 static inline void *
2000 NMB_O(struct netmap_kring *kring, struct netmap_slot *slot)
2001 {
2002         void *addr = NMB(kring->na, slot);
2003         return (char *)addr + nm_get_offset(kring, slot);
2004 }
2005
2006 static inline void *
2007 PNMB_O(struct netmap_kring *kring, struct netmap_slot *slot, uint64_t *pp)
2008 {
2009         void *addr = PNMB(kring->na, slot, pp);
2010         uint64_t offset = nm_get_offset(kring, slot);
2011         addr = (char *)addr + offset;
2012         *pp += offset;
2013         return addr;
2014 }
2015
2016
2017 /*
2018  * Structure associated to each netmap file descriptor.
2019  * It is created on open and left unbound (np_nifp == NULL).
2020  * A successful NIOCREGIF will set np_nifp and the first few fields;
2021  * this is protected by a global lock (NMG_LOCK) due to low contention.
2022  *
2023  * np_refs counts the number of references to the structure: one for the fd,
2024  * plus (on FreeBSD) one for each active mmap which we track ourselves
2025  * (linux automatically tracks them, but FreeBSD does not).
2026  * np_refs is protected by NMG_LOCK.
2027  *
2028  * Read access to the structure is lock free, because ni_nifp once set
2029  * can only go to 0 when nobody is using the entry anymore. Readers
2030  * must check that np_nifp != NULL before using the other fields.
2031  */
2032 struct netmap_priv_d {
2033         struct netmap_if * volatile np_nifp;    /* netmap if descriptor. */
2034
2035         struct netmap_adapter   *np_na;
2036         struct ifnet    *np_ifp;
2037         uint32_t        np_flags;       /* from the ioctl */
2038         u_int           np_qfirst[NR_TXRX],
2039                         np_qlast[NR_TXRX]; /* range of tx/rx rings to scan */
2040         uint16_t        np_txpoll;
2041         uint16_t        np_kloop_state; /* use with NMG_LOCK held */
2042 #define NM_SYNC_KLOOP_RUNNING   (1 << 0)
2043 #define NM_SYNC_KLOOP_STOPPING  (1 << 1)
2044         int             np_sync_flags; /* to be passed to nm_sync */
2045
2046         int             np_refs;        /* use with NMG_LOCK held */
2047
2048         /* pointers to the selinfo to be used for selrecord.
2049          * Either the local or the global one depending on the
2050          * number of rings.
2051          */
2052         NM_SELINFO_T *np_si[NR_TXRX];
2053
2054         /* In the optional CSB mode, the user must specify the start address
2055          * of two arrays of Communication Status Block (CSB) entries, for the
2056          * two directions (kernel read application write, and kernel write
2057          * application read).
2058          * The number of entries must agree with the number of rings bound to
2059          * the netmap file descriptor. The entries corresponding to the TX
2060          * rings are laid out before the ones corresponding to the RX rings.
2061          *
2062          * Array of CSB entries for application --> kernel communication
2063          * (N entries). */
2064         struct nm_csb_atok      *np_csb_atok_base;
2065         /* Array of CSB entries for kernel --> application communication
2066          * (N entries). */
2067         struct nm_csb_ktoa      *np_csb_ktoa_base;
2068
2069 #ifdef linux
2070         struct file     *np_filp;  /* used by sync kloop */
2071 #endif /* linux */
2072 };
2073
2074 struct netmap_priv_d *netmap_priv_new(void);
2075 void netmap_priv_delete(struct netmap_priv_d *);
2076
2077 static inline int nm_kring_pending(struct netmap_priv_d *np)
2078 {
2079         struct netmap_adapter *na = np->np_na;
2080         enum txrx t;
2081         int i;
2082
2083         for_rx_tx(t) {
2084                 for (i = np->np_qfirst[t]; i < np->np_qlast[t]; i++) {
2085                         struct netmap_kring *kring = NMR(na, t)[i];
2086                         if (kring->nr_mode != kring->nr_pending_mode) {
2087                                 return 1;
2088                         }
2089                 }
2090         }
2091         return 0;
2092 }
2093
2094 /* call with NMG_LOCK held */
2095 static __inline int
2096 nm_si_user(struct netmap_priv_d *priv, enum txrx t)
2097 {
2098         return (priv->np_na != NULL &&
2099                 (priv->np_qlast[t] - priv->np_qfirst[t] > 1));
2100 }
2101
2102 #ifdef WITH_PIPES
2103 int netmap_pipe_txsync(struct netmap_kring *txkring, int flags);
2104 int netmap_pipe_rxsync(struct netmap_kring *rxkring, int flags);
2105 int netmap_pipe_krings_create_both(struct netmap_adapter *na,
2106                                   struct netmap_adapter *ona);
2107 void netmap_pipe_krings_delete_both(struct netmap_adapter *na,
2108                                     struct netmap_adapter *ona);
2109 int netmap_pipe_reg_both(struct netmap_adapter *na,
2110                          struct netmap_adapter *ona);
2111 #endif /* WITH_PIPES */
2112
2113 #ifdef WITH_MONITOR
2114
2115 struct netmap_monitor_adapter {
2116         struct netmap_adapter up;
2117
2118         struct netmap_priv_d priv;
2119         uint32_t flags;
2120 };
2121
2122 #endif /* WITH_MONITOR */
2123
2124
2125 #ifdef WITH_GENERIC
2126 /*
2127  * generic netmap emulation for devices that do not have
2128  * native netmap support.
2129  */
2130 int generic_netmap_attach(struct ifnet *ifp);
2131 int generic_rx_handler(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m);;
2132
2133 int nm_os_catch_rx(struct netmap_generic_adapter *gna, int intercept);
2134 int nm_os_catch_tx(struct netmap_generic_adapter *gna, int intercept);
2135
2136 int na_is_generic(struct netmap_adapter *na);
2137
2138 /*
2139  * the generic transmit routine is passed a structure to optionally
2140  * build a queue of descriptors, in an OS-specific way.
2141  * The payload is at addr, if non-null, and the routine should send or queue
2142  * the packet, returning 0 if successful, 1 on failure.
2143  *
2144  * At the end, if head is non-null, there will be an additional call
2145  * to the function with addr = NULL; this should tell the OS-specific
2146  * routine to send the queue and free any resources. Failure is ignored.
2147  */
2148 struct nm_os_gen_arg {
2149         struct ifnet *ifp;
2150         void *m;        /* os-specific mbuf-like object */
2151         void *head, *tail; /* tailq, if the OS-specific routine needs to build one */
2152         void *addr;     /* payload of current packet */
2153         u_int len;      /* packet length */
2154         u_int ring_nr;  /* packet length */
2155         u_int qevent;   /* in txqdisc mode, place an event on this mbuf */
2156 };
2157
2158 int nm_os_generic_xmit_frame(struct nm_os_gen_arg *);
2159 int nm_os_generic_find_num_desc(struct ifnet *ifp, u_int *tx, u_int *rx);
2160 void nm_os_generic_find_num_queues(struct ifnet *ifp, u_int *txq, u_int *rxq);
2161 void nm_os_generic_set_features(struct netmap_generic_adapter *gna);
2162
2163 static inline struct ifnet*
2164 netmap_generic_getifp(struct netmap_generic_adapter *gna)
2165 {
2166         if (gna->prev)
2167             return gna->prev->ifp;
2168
2169         return gna->up.up.ifp;
2170 }
2171
2172 void netmap_generic_irq(struct netmap_adapter *na, u_int q, u_int *work_done);
2173
2174 //#define RATE_GENERIC  /* Enables communication statistics for generic. */
2175 #ifdef RATE_GENERIC
2176 void generic_rate(int txp, int txs, int txi, int rxp, int rxs, int rxi);
2177 #else
2178 #define generic_rate(txp, txs, txi, rxp, rxs, rxi)
2179 #endif
2180
2181 /*
2182  * netmap_mitigation API. This is used by the generic adapter
2183  * to reduce the number of interrupt requests/selwakeup
2184  * to clients on incoming packets.
2185  */
2186 void nm_os_mitigation_init(struct nm_generic_mit *mit, int idx,
2187                                 struct netmap_adapter *na);
2188 void nm_os_mitigation_start(struct nm_generic_mit *mit);
2189 void nm_os_mitigation_restart(struct nm_generic_mit *mit);
2190 int nm_os_mitigation_active(struct nm_generic_mit *mit);
2191 void nm_os_mitigation_cleanup(struct nm_generic_mit *mit);
2192 #else /* !WITH_GENERIC */
2193 #define generic_netmap_attach(ifp)      (EOPNOTSUPP)
2194 #define na_is_generic(na)               (0)
2195 #endif /* WITH_GENERIC */
2196
2197 /* Shared declarations for the VALE switch. */
2198
2199 /*
2200  * Each transmit queue accumulates a batch of packets into
2201  * a structure before forwarding. Packets to the same
2202  * destination are put in a list using ft_next as a link field.
2203  * ft_frags and ft_next are valid only on the first fragment.
2204  */
2205 struct nm_bdg_fwd {     /* forwarding entry for a bridge */
2206         void *ft_buf;           /* netmap or indirect buffer */
2207         uint8_t ft_frags;       /* how many fragments (only on 1st frag) */
2208         uint16_t ft_offset;     /* dst port (unused) */
2209         uint16_t ft_flags;      /* flags, e.g. indirect */
2210         uint16_t ft_len;        /* src fragment len */
2211         uint16_t ft_next;       /* next packet to same destination */
2212 };
2213
2214 /* struct 'virtio_net_hdr' from linux. */
2215 struct nm_vnet_hdr {
2216 #define VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM     1       /* Use csum_start, csum_offset */
2217 #define VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID    2        /* Csum is valid */
2218     uint8_t flags;
2219 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
2220 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4        1       /* GSO frame, IPv4 TCP (TSO) */
2221 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP          3       /* GSO frame, IPv4 UDP (UFO) */
2222 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6        4       /* GSO frame, IPv6 TCP */
2223 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN          0x80    /* TCP has ECN set */
2224     uint8_t gso_type;
2225     uint16_t hdr_len;
2226     uint16_t gso_size;
2227     uint16_t csum_start;
2228     uint16_t csum_offset;
2229 };
2230
2231 #define WORST_CASE_GSO_HEADER   (14+40+60)  /* IPv6 + TCP */
2232
2233 /* Private definitions for IPv4, IPv6, UDP and TCP headers. */
2234
2235 struct nm_iphdr {
2236         uint8_t         version_ihl;
2237         uint8_t         tos;
2238         uint16_t        tot_len;
2239         uint16_t        id;
2240         uint16_t        frag_off;
2241         uint8_t         ttl;
2242         uint8_t         protocol;
2243         uint16_t        check;
2244         uint32_t        saddr;
2245         uint32_t        daddr;
2246         /*The options start here. */
2247 };
2248
2249 struct nm_tcphdr {
2250         uint16_t        source;
2251         uint16_t        dest;
2252         uint32_t        seq;
2253         uint32_t        ack_seq;
2254         uint8_t         doff;  /* Data offset + Reserved */
2255         uint8_t         flags;
2256         uint16_t        window;
2257         uint16_t        check;
2258         uint16_t        urg_ptr;
2259 };
2260
2261 struct nm_udphdr {
2262         uint16_t        source;
2263         uint16_t        dest;
2264         uint16_t        len;
2265         uint16_t        check;
2266 };
2267
2268 struct nm_ipv6hdr {
2269         uint8_t         priority_version;
2270         uint8_t         flow_lbl[3];
2271
2272         uint16_t        payload_len;
2273         uint8_t         nexthdr;
2274         uint8_t         hop_limit;
2275
2276         uint8_t         saddr[16];
2277         uint8_t         daddr[16];
2278 };
2279
2280 /* Type used to store a checksum (in host byte order) that hasn't been
2281  * folded yet.
2282  */
2283 #define rawsum_t uint32_t
2284
2285 rawsum_t nm_os_csum_raw(uint8_t *data, size_t len, rawsum_t cur_sum);
2286 uint16_t nm_os_csum_ipv4(struct nm_iphdr *iph);
2287 void nm_os_csum_tcpudp_ipv4(struct nm_iphdr *iph, void *data,
2288                       size_t datalen, uint16_t *check);
2289 void nm_os_csum_tcpudp_ipv6(struct nm_ipv6hdr *ip6h, void *data,
2290                       size_t datalen, uint16_t *check);
2291 uint16_t nm_os_csum_fold(rawsum_t cur_sum);
2292
2293 void bdg_mismatch_datapath(struct netmap_vp_adapter *na,
2294                            struct netmap_vp_adapter *dst_na,
2295                            const struct nm_bdg_fwd *ft_p,
2296                            struct netmap_ring *dst_ring,
2297                            u_int *j, u_int lim, u_int *howmany);
2298
2299 /* persistent virtual port routines */
2300 int nm_os_vi_persist(const char *, struct ifnet **);
2301 void nm_os_vi_detach(struct ifnet *);
2302 void nm_os_vi_init_index(void);
2303
2304 /*
2305  * kernel thread routines
2306  */
2307 struct nm_kctx; /* OS-specific kernel context - opaque */
2308 typedef void (*nm_kctx_worker_fn_t)(void *data);
2309
2310 /* kthread configuration */
2311 struct nm_kctx_cfg {
2312         long                    type;           /* kthread type/identifier */
2313         nm_kctx_worker_fn_t     worker_fn;      /* worker function */
2314         void                    *worker_private;/* worker parameter */
2315         int                     attach_user;    /* attach kthread to user process */
2316 };
2317 /* kthread configuration */
2318 struct nm_kctx *nm_os_kctx_create(struct nm_kctx_cfg *cfg,
2319                                         void *opaque);
2320 int nm_os_kctx_worker_start(struct nm_kctx *);
2321 void nm_os_kctx_worker_stop(struct nm_kctx *);
2322 void nm_os_kctx_destroy(struct nm_kctx *);
2323 void nm_os_kctx_worker_setaff(struct nm_kctx *, int);
2324 u_int nm_os_ncpus(void);
2325
2326 int netmap_sync_kloop(struct netmap_priv_d *priv,
2327                       struct nmreq_header *hdr);
2328 int netmap_sync_kloop_stop(struct netmap_priv_d *priv);
2329
2330 #ifdef WITH_PTNETMAP
2331 /* ptnetmap guest routines */
2332
2333 /*
2334  * ptnetmap_memdev routines used to talk with ptnetmap_memdev device driver
2335  */
2336 struct ptnetmap_memdev;
2337 int nm_os_pt_memdev_iomap(struct ptnetmap_memdev *, vm_paddr_t *, void **,
2338                           uint64_t *);
2339 void nm_os_pt_memdev_iounmap(struct ptnetmap_memdev *);
2340 uint32_t nm_os_pt_memdev_ioread(struct ptnetmap_memdev *, unsigned int);
2341
2342 /*
2343  * netmap adapter for guest ptnetmap ports
2344  */
2345 struct netmap_pt_guest_adapter {
2346         /* The netmap adapter to be used by netmap applications.
2347          * This field must be the first, to allow upcast. */
2348         struct netmap_hw_adapter hwup;
2349
2350         /* The netmap adapter to be used by the driver. */
2351         struct netmap_hw_adapter dr;
2352
2353         /* Reference counter to track users of backend netmap port: the
2354          * network stack and netmap clients.
2355          * Used to decide when we need (de)allocate krings/rings and
2356          * start (stop) ptnetmap kthreads. */
2357         int backend_users;
2358
2359 };
2360
2361 int netmap_pt_guest_attach(struct netmap_adapter *na,
2362                         unsigned int nifp_offset,
2363                         unsigned int memid);
2364 bool netmap_pt_guest_txsync(struct nm_csb_atok *atok,
2365                         struct nm_csb_ktoa *ktoa,
2366                         struct netmap_kring *kring, int flags);
2367 bool netmap_pt_guest_rxsync(struct nm_csb_atok *atok,
2368                         struct nm_csb_ktoa *ktoa,
2369                         struct netmap_kring *kring, int flags);
2370 int ptnet_nm_krings_create(struct netmap_adapter *na);
2371 void ptnet_nm_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
2372 void ptnet_nm_dtor(struct netmap_adapter *na);
2373
2374 /* Helper function wrapping nm_sync_kloop_appl_read(). */
2375 static inline void
2376 ptnet_sync_tail(struct nm_csb_ktoa *ktoa, struct netmap_kring *kring)
2377 {
2378         struct netmap_ring *ring = kring->ring;
2379
2380         /* Update hwcur and hwtail as known by the host. */
2381         nm_sync_kloop_appl_read(ktoa, &kring->nr_hwtail, &kring->nr_hwcur);
2382
2383         /* nm_sync_finalize */
2384         ring->tail = kring->rtail = kring->nr_hwtail;
2385 }
2386 #endif /* WITH_PTNETMAP */
2387
2388 #ifdef __FreeBSD__
2389 /*
2390  * FreeBSD mbuf allocator/deallocator in emulation mode:
2391  */
2392 #if __FreeBSD_version < 1100000
2393
2394 /*
2395  * For older versions of FreeBSD:
2396  *
2397  * We allocate EXT_PACKET mbuf+clusters, but need to set M_NOFREE
2398  * so that the destructor, if invoked, will not free the packet.
2399  * In principle we should set the destructor only on demand,
2400  * but since there might be a race we better do it on allocation.
2401  * As a consequence, we also need to set the destructor or we
2402  * would leak buffers.
2403  */
2404
2405 /* mbuf destructor, also need to change the type to EXT_EXTREF,
2406  * add an M_NOFREE flag, and then clear the flag and
2407  * chain into uma_zfree(zone_pack, mf)
2408  * (or reinstall the buffer ?)
2409  */
2410 #define SET_MBUF_DESTRUCTOR(m, fn)      do {            \
2411         (m)->m_ext.ext_free = (void *)fn;       \
2412         (m)->m_ext.ext_type = EXT_EXTREF;       \
2413 } while (0)
2414
2415 static int
2416 void_mbuf_dtor(struct mbuf *m, void *arg1, void *arg2)
2417 {
2418         /* restore original mbuf */
2419         m->m_ext.ext_buf = m->m_data = m->m_ext.ext_arg1;
2420         m->m_ext.ext_arg1 = NULL;
2421         m->m_ext.ext_type = EXT_PACKET;
2422         m->m_ext.ext_free = NULL;
2423         if (MBUF_REFCNT(m) == 0)
2424                 SET_MBUF_REFCNT(m, 1);
2425         uma_zfree(zone_pack, m);
2426
2427         return 0;
2428 }
2429
2430 static inline struct mbuf *
2431 nm_os_get_mbuf(struct ifnet *ifp, int len)
2432 {
2433         struct mbuf *m;
2434
2435         (void)ifp;
2436         m = m_getcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
2437         if (m) {
2438                 /* m_getcl() (mb_ctor_mbuf) has an assert that checks that
2439                  * M_NOFREE flag is not specified as third argument,
2440                  * so we have to set M_NOFREE after m_getcl(). */
2441                 m->m_flags |= M_NOFREE;
2442                 m->m_ext.ext_arg1 = m->m_ext.ext_buf; // XXX save
2443                 m->m_ext.ext_free = (void *)void_mbuf_dtor;
2444                 m->m_ext.ext_type = EXT_EXTREF;
2445                 nm_prdis(5, "create m %p refcnt %d", m, MBUF_REFCNT(m));
2446         }
2447         return m;
2448 }
2449
2450 #else /* __FreeBSD_version >= 1100000 */
2451
2452 /*
2453  * Newer versions of FreeBSD, using a straightforward scheme.
2454  *
2455  * We allocate mbufs with m_gethdr(), since the mbuf header is needed
2456  * by the driver. We also attach a customly-provided external storage,
2457  * which in this case is a netmap buffer. When calling m_extadd(), however
2458  * we pass a NULL address, since the real address (and length) will be
2459  * filled in by nm_os_generic_xmit_frame() right before calling
2460  * if_transmit().
2461  *
2462  * The dtor function does nothing, however we need it since mb_free_ext()
2463  * has a KASSERT(), checking that the mbuf dtor function is not NULL.
2464  */
2465
2466 #if __FreeBSD_version <= 1200050
2467 static void void_mbuf_dtor(struct mbuf *m, void *arg1, void *arg2) { }
2468 #else  /* __FreeBSD_version >= 1200051 */
2469 /* The arg1 and arg2 pointers argument were removed by r324446, which
2470  * in included since version 1200051. */
2471 static void void_mbuf_dtor(struct mbuf *m) { }
2472 #endif /* __FreeBSD_version >= 1200051 */
2473
2474 #define SET_MBUF_DESTRUCTOR(m, fn)      do {            \
2475         (m)->m_ext.ext_free = (fn != NULL) ?            \
2476             (void *)fn : (void *)void_mbuf_dtor;        \
2477 } while (0)
2478
2479 static inline struct mbuf *
2480 nm_os_get_mbuf(struct ifnet *ifp, int len)
2481 {
2482         struct mbuf *m;
2483
2484         (void)ifp;
2485         (void)len;
2486
2487         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
2488         if (m == NULL) {
2489                 return m;
2490         }
2491
2492         m_extadd(m, NULL /* buf */, 0 /* size */, void_mbuf_dtor,
2493                  NULL, NULL, 0, EXT_NET_DRV);
2494
2495         return m;
2496 }
2497
2498 #endif /* __FreeBSD_version >= 1100000 */
2499 #endif /* __FreeBSD__ */
2500
2501 struct nmreq_option * nmreq_getoption(struct nmreq_header *, uint16_t);
2502
2503 int netmap_init_bridges(void);
2504 void netmap_uninit_bridges(void);
2505
2506 /* Functions to read and write CSB fields from the kernel. */
2507 #if defined (linux)
2508 #define CSB_READ(csb, field, r) (get_user(r, &csb->field))
2509 #define CSB_WRITE(csb, field, v) (put_user(v, &csb->field))
2510 #else  /* ! linux */
2511 #define CSB_READ(csb, field, r) (r = fuword32(&csb->field))
2512 #define CSB_WRITE(csb, field, v) (suword32(&csb->field, v))
2513 #endif /* ! linux */
2514
2515 /* some macros that may not be defined */
2516 #ifndef ETH_HLEN
2517 #define ETH_HLEN 6
2518 #endif
2519 #ifndef ETH_FCS_LEN
2520 #define ETH_FCS_LEN 4
2521 #endif
2522 #ifndef VLAN_HLEN
2523 #define VLAN_HLEN 4
2524 #endif
2525
2526 #endif /* _NET_NETMAP_KERN_H_ */