]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/dev/netmap/netmap_kern.h
in the Linux section, properly define the NMG_LOCK type.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / dev / netmap / netmap_kern.h
1 /*
2  * Copyright (C) 2011-2014 Matteo Landi, Luigi Rizzo. All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2013-2014 Universita` di Pisa. All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  *   2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *      notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
24  * SUCH DAMAGE.
25  */
26
27 /*
28  * $FreeBSD$
29  *
30  * The header contains the definitions of constants and function
31  * prototypes used only in kernelspace.
32  */
33
34 #ifndef _NET_NETMAP_KERN_H_
35 #define _NET_NETMAP_KERN_H_
36
37 #define WITH_VALE       // comment out to disable VALE support
38 #define WITH_PIPES
39 #define WITH_MONITOR
40 #define WITH_GENERIC
41
42 #if defined(__FreeBSD__)
43
44 #define likely(x)       __builtin_expect((long)!!(x), 1L)
45 #define unlikely(x)     __builtin_expect((long)!!(x), 0L)
46
47 #define NM_LOCK_T       struct mtx
48
49 /* netmap global lock */
50 #define NMG_LOCK_T      struct sx
51 #define NMG_LOCK_INIT() sx_init(&netmap_global_lock, \
52                                 "netmap global lock")
53 #define NMG_LOCK_DESTROY()      sx_destroy(&netmap_global_lock)
54 #define NMG_LOCK()      sx_xlock(&netmap_global_lock)
55 #define NMG_UNLOCK()    sx_xunlock(&netmap_global_lock)
56 #define NMG_LOCK_ASSERT()       sx_assert(&netmap_global_lock, SA_XLOCKED)
57
58 #define NM_SELINFO_T    struct selinfo
59 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->m_pkthdr.len)
60 #define MBUF_IFP(m)     ((m)->m_pkthdr.rcvif)
61 #define NM_SEND_UP(ifp, m)      ((NA(ifp))->if_input)(ifp, m)
62
63 #define NM_ATOMIC_T     volatile int    // XXX ?
64 /* atomic operations */
65 #include <machine/atomic.h>
66 #define NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(p)       (!atomic_cmpset_acq_int((p), 0, 1))
67 #define NM_ATOMIC_CLEAR(p)              atomic_store_rel_int((p), 0)
68
69 #if __FreeBSD_version >= 1100030
70 #define WNA(_ifp)       (_ifp)->if_netmap
71 #else /* older FreeBSD */
72 #define WNA(_ifp)       (_ifp)->if_pspare[0]
73 #endif /* older FreeBSD */
74
75 #if __FreeBSD_version >= 1100005
76 struct netmap_adapter *netmap_getna(if_t ifp);
77 #endif
78
79 #if __FreeBSD_version >= 1100027
80 #define GET_MBUF_REFCNT(m)      ((m)->m_ext.ext_cnt ? *((m)->m_ext.ext_cnt) : -1)
81 #define SET_MBUF_REFCNT(m, x)   *((m)->m_ext.ext_cnt) = x
82 #define PNT_MBUF_REFCNT(m)      ((m)->m_ext.ext_cnt)
83 #else
84 #define GET_MBUF_REFCNT(m)      ((m)->m_ext.ref_cnt ? *((m)->m_ext.ref_cnt) : -1)
85 #define SET_MBUF_REFCNT(m, x)   *((m)->m_ext.ref_cnt) = x
86 #define PNT_MBUF_REFCNT(m)      ((m)->m_ext.ref_cnt)
87 #endif
88
89 MALLOC_DECLARE(M_NETMAP);
90
91 // XXX linux struct, not used in FreeBSD
92 struct net_device_ops {
93 };
94 struct ethtool_ops {
95 };
96 struct hrtimer {
97 };
98
99 #elif defined (linux)
100
101 #define NM_LOCK_T       safe_spinlock_t // see bsd_glue.h
102 #define NM_SELINFO_T    wait_queue_head_t
103 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->len)
104 #define MBUF_IFP(m)     ((m)->dev)
105 #define NM_SEND_UP(ifp, m)  \
106                         do { \
107                             m->priority = NM_MAGIC_PRIORITY_RX; \
108                             netif_rx(m); \
109                         } while (0)
110
111 #define NM_ATOMIC_T     volatile long unsigned int
112
113 #define NM_MTX_T                struct mutex
114 #define NM_MTX_INIT(m, s)       do { (void)s; mutex_init(&(m)); } while (0)
115 #define NM_MTX_DESTROY(m)       do { (void)m; } while (0)
116 #define NM_MTX_LOCK(m)          mutex_lock(&(m))
117 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        mutex_unlock(&(m))
118 #define NM_MTX_LOCK_ASSERT(m)   mutex_is_locked(&(m))
119
120 #define NMG_LOCK_T              NM_MTX_T
121 #define NMG_LOCK_INIT()         NM_MTX_INIT(netmap_global_lock, \
122                                         "netmap_global_lock")
123 #define NMG_LOCK_DESTROY()      NM_MTX_DESTROY(netmap_global_lock)
124 #define NMG_LOCK()              NM_MTX_LOCK(netmap_global_lock)
125 #define NMG_UNLOCK()            NM_MTX_UNLOCK(netmap_global_lock)
126 #define NMG_LOCK_ASSERT()       NM_MTX_LOCK_ASSERT(netmap_global_lock)
127
128 #ifndef DEV_NETMAP
129 #define DEV_NETMAP
130 #endif /* DEV_NETMAP */
131
132 #elif defined (__APPLE__)
133
134 #warning apple support is incomplete.
135 #define likely(x)       __builtin_expect(!!(x), 1)
136 #define unlikely(x)     __builtin_expect(!!(x), 0)
137 #define NM_LOCK_T       IOLock *
138 #define NM_SELINFO_T    struct selinfo
139 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->m_pkthdr.len)
140 #define NM_SEND_UP(ifp, m)      ((ifp)->if_input)(ifp, m)
141
142 #else
143
144 #error unsupported platform
145
146 #endif /* end - platform-specific code */
147
148 #define ND(format, ...)
149 #define D(format, ...)                                          \
150         do {                                                    \
151                 struct timeval __xxts;                          \
152                 microtime(&__xxts);                             \
153                 printf("%03d.%06d [%4d] %-25s " format "\n",    \
154                 (int)__xxts.tv_sec % 1000, (int)__xxts.tv_usec, \
155                 __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__);         \
156         } while (0)
157
158 /* rate limited, lps indicates how many per second */
159 #define RD(lps, format, ...)                                    \
160         do {                                                    \
161                 static int t0, __cnt;                           \
162                 if (t0 != time_second) {                        \
163                         t0 = time_second;                       \
164                         __cnt = 0;                              \
165                 }                                               \
166                 if (__cnt++ < lps)                              \
167                         D(format, ##__VA_ARGS__);               \
168         } while (0)
169
170 struct netmap_adapter;
171 struct nm_bdg_fwd;
172 struct nm_bridge;
173 struct netmap_priv_d;
174
175 const char *nm_dump_buf(char *p, int len, int lim, char *dst);
176
177 #include "netmap_mbq.h"
178
179 extern NMG_LOCK_T       netmap_global_lock;
180
181 /*
182  * private, kernel view of a ring. Keeps track of the status of
183  * a ring across system calls.
184  *
185  *      nr_hwcur        index of the next buffer to refill.
186  *                      It corresponds to ring->head
187  *                      at the time the system call returns.
188  *
189  *      nr_hwtail       index of the first buffer owned by the kernel.
190  *                      On RX, hwcur->hwtail are receive buffers
191  *                      not yet released. hwcur is advanced following
192  *                      ring->head, hwtail is advanced on incoming packets,
193  *                      and a wakeup is generated when hwtail passes ring->cur
194  *                          On TX, hwcur->rcur have been filled by the sender
195  *                      but not sent yet to the NIC; rcur->hwtail are available
196  *                      for new transmissions, and hwtail->hwcur-1 are pending
197  *                      transmissions not yet acknowledged.
198  *
199  * The indexes in the NIC and netmap rings are offset by nkr_hwofs slots.
200  * This is so that, on a reset, buffers owned by userspace are not
201  * modified by the kernel. In particular:
202  * RX rings: the next empty buffer (hwtail + hwofs) coincides with
203  *      the next empty buffer as known by the hardware (next_to_check or so).
204  * TX rings: hwcur + hwofs coincides with next_to_send
205  *
206  * For received packets, slot->flags is set to nkr_slot_flags
207  * so we can provide a proper initial value (e.g. set NS_FORWARD
208  * when operating in 'transparent' mode).
209  *
210  * The following fields are used to implement lock-free copy of packets
211  * from input to output ports in VALE switch:
212  *      nkr_hwlease     buffer after the last one being copied.
213  *                      A writer in nm_bdg_flush reserves N buffers
214  *                      from nr_hwlease, advances it, then does the
215  *                      copy outside the lock.
216  *                      In RX rings (used for VALE ports),
217  *                      nkr_hwtail <= nkr_hwlease < nkr_hwcur+N-1
218  *                      In TX rings (used for NIC or host stack ports)
219  *                      nkr_hwcur <= nkr_hwlease < nkr_hwtail
220  *      nkr_leases      array of nkr_num_slots where writers can report
221  *                      completion of their block. NR_NOSLOT (~0) indicates
222  *                      that the writer has not finished yet
223  *      nkr_lease_idx   index of next free slot in nr_leases, to be assigned
224  *
225  * The kring is manipulated by txsync/rxsync and generic netmap function.
226  *
227  * Concurrent rxsync or txsync on the same ring are prevented through
228  * by nm_kr_(try)lock() which in turn uses nr_busy. This is all we need
229  * for NIC rings, and for TX rings attached to the host stack.
230  *
231  * RX rings attached to the host stack use an mbq (rx_queue) on both
232  * rxsync_from_host() and netmap_transmit(). The mbq is protected
233  * by its internal lock.
234  *
235  * RX rings attached to the VALE switch are accessed by both senders
236  * and receiver. They are protected through the q_lock on the RX ring.
237  */
238 struct netmap_kring {
239         struct netmap_ring      *ring;
240
241         uint32_t        nr_hwcur;
242         uint32_t        nr_hwtail;
243
244         /*
245          * Copies of values in user rings, so we do not need to look
246          * at the ring (which could be modified). These are set in the
247          * *sync_prologue()/finalize() routines.
248          */
249         uint32_t        rhead;
250         uint32_t        rcur;
251         uint32_t        rtail;
252
253         uint32_t        nr_kflags;      /* private driver flags */
254 #define NKR_PENDINTR    0x1             // Pending interrupt.
255         uint32_t        nkr_num_slots;
256
257         /*
258          * On a NIC reset, the NIC ring indexes may be reset but the
259          * indexes in the netmap rings remain the same. nkr_hwofs
260          * keeps track of the offset between the two.
261          */
262         int32_t         nkr_hwofs;
263
264         uint16_t        nkr_slot_flags; /* initial value for flags */
265
266         /* last_reclaim is opaque marker to help reduce the frequency
267          * of operations such as reclaiming tx buffers. A possible use
268          * is set it to ticks and do the reclaim only once per tick.
269          */
270         uint64_t        last_reclaim;
271
272
273         NM_SELINFO_T    si;             /* poll/select wait queue */
274         NM_LOCK_T       q_lock;         /* protects kring and ring. */
275         NM_ATOMIC_T     nr_busy;        /* prevent concurrent syscalls */
276
277         struct netmap_adapter *na;
278
279         /* The following fields are for VALE switch support */
280         struct nm_bdg_fwd *nkr_ft;
281         uint32_t        *nkr_leases;
282 #define NR_NOSLOT       ((uint32_t)~0)  /* used in nkr_*lease* */
283         uint32_t        nkr_hwlease;
284         uint32_t        nkr_lease_idx;
285
286         /* while nkr_stopped is set, no new [tr]xsync operations can
287          * be started on this kring.
288          * This is used by netmap_disable_all_rings()
289          * to find a synchronization point where critical data
290          * structures pointed to by the kring can be added or removed
291          */
292         volatile int nkr_stopped;
293
294         /* Support for adapters without native netmap support.
295          * On tx rings we preallocate an array of tx buffers
296          * (same size as the netmap ring), on rx rings we
297          * store incoming mbufs in a queue that is drained by
298          * a rxsync.
299          */
300         struct mbuf **tx_pool;
301         // u_int nr_ntc;                /* Emulation of a next-to-clean RX ring pointer. */
302         struct mbq rx_queue;            /* intercepted rx mbufs. */
303
304         uint32_t        ring_id;        /* debugging */
305         char name[64];                  /* diagnostic */
306
307         /* [tx]sync callback for this kring.
308          * The default nm_kring_create callback (netmap_krings_create)
309          * sets the nm_sync callback of each hardware tx(rx) kring to
310          * the corresponding nm_txsync(nm_rxsync) taken from the
311          * netmap_adapter; moreover, it sets the sync callback
312          * of the host tx(rx) ring to netmap_txsync_to_host
313          * (netmap_rxsync_from_host).
314          *
315          * Overrides: the above configuration is not changed by
316          * any of the nm_krings_create callbacks.
317          */
318         int (*nm_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
319
320 #ifdef WITH_PIPES
321         struct netmap_kring *pipe;      /* if this is a pipe ring,
322                                          * pointer to the other end
323                                          */
324         struct netmap_ring *save_ring;  /* pointer to hidden rings
325                                          * (see netmap_pipe.c for details)
326                                          */
327 #endif /* WITH_PIPES */
328
329 #ifdef WITH_MONITOR
330         /* pointer to the adapter that is monitoring this kring (if any)
331          */
332         struct netmap_monitor_adapter *monitor;
333         /*
334          * Monitors work by intercepting the txsync and/or rxsync of the
335          * monitored krings. This is implemented by replacing
336          * the nm_sync pointer above and saving the previous
337          * one in save_sync below.
338          */
339         int (*save_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
340 #endif
341 } __attribute__((__aligned__(64)));
342
343
344 /* return the next index, with wraparound */
345 static inline uint32_t
346 nm_next(uint32_t i, uint32_t lim)
347 {
348         return unlikely (i == lim) ? 0 : i + 1;
349 }
350
351
352 /* return the previous index, with wraparound */
353 static inline uint32_t
354 nm_prev(uint32_t i, uint32_t lim)
355 {
356         return unlikely (i == 0) ? lim : i - 1;
357 }
358
359
360 /*
361  *
362  * Here is the layout for the Rx and Tx rings.
363
364        RxRING                            TxRING
365
366       +-----------------+            +-----------------+
367       |                 |            |                 |
368       |XXX free slot XXX|            |XXX free slot XXX|
369       +-----------------+            +-----------------+
370 head->| owned by user   |<-hwcur     | not sent to nic |<-hwcur
371       |                 |            | yet             |
372       +-----------------+            |                 |
373  cur->| available to    |            |                 |
374       | user, not read  |            +-----------------+
375       | yet             |       cur->| (being          |
376       |                 |            |  prepared)      |
377       |                 |            |                 |
378       +-----------------+            +     ------      +
379 tail->|                 |<-hwtail    |                 |<-hwlease
380       | (being          | ...        |                 | ...
381       |  prepared)      | ...        |                 | ...
382       +-----------------+ ...        |                 | ...
383       |                 |<-hwlease   +-----------------+
384       |                 |      tail->|                 |<-hwtail
385       |                 |            |                 |
386       |                 |            |                 |
387       |                 |            |                 |
388       +-----------------+            +-----------------+
389
390  * The cur/tail (user view) and hwcur/hwtail (kernel view)
391  * are used in the normal operation of the card.
392  *
393  * When a ring is the output of a switch port (Rx ring for
394  * a VALE port, Tx ring for the host stack or NIC), slots
395  * are reserved in blocks through 'hwlease' which points
396  * to the next unused slot.
397  * On an Rx ring, hwlease is always after hwtail,
398  * and completions cause hwtail to advance.
399  * On a Tx ring, hwlease is always between cur and hwtail,
400  * and completions cause cur to advance.
401  *
402  * nm_kr_space() returns the maximum number of slots that
403  * can be assigned.
404  * nm_kr_lease() reserves the required number of buffers,
405  *    advances nkr_hwlease and also returns an entry in
406  *    a circular array where completions should be reported.
407  */
408
409
410
411 enum txrx { NR_RX = 0, NR_TX = 1 };
412
413 struct netmap_vp_adapter; // forward
414
415 /*
416  * The "struct netmap_adapter" extends the "struct adapter"
417  * (or equivalent) device descriptor.
418  * It contains all base fields needed to support netmap operation.
419  * There are in fact different types of netmap adapters
420  * (native, generic, VALE switch...) so a netmap_adapter is
421  * just the first field in the derived type.
422  */
423 struct netmap_adapter {
424         /*
425          * On linux we do not have a good way to tell if an interface
426          * is netmap-capable. So we always use the following trick:
427          * NA(ifp) points here, and the first entry (which hopefully
428          * always exists and is at least 32 bits) contains a magic
429          * value which we can use to detect that the interface is good.
430          */
431         uint32_t magic;
432         uint32_t na_flags;      /* enabled, and other flags */
433 #define NAF_SKIP_INTR   1       /* use the regular interrupt handler.
434                                  * useful during initialization
435                                  */
436 #define NAF_SW_ONLY     2       /* forward packets only to sw adapter */
437 #define NAF_BDG_MAYSLEEP 4      /* the bridge is allowed to sleep when
438                                  * forwarding packets coming from this
439                                  * interface
440                                  */
441 #define NAF_MEM_OWNER   8       /* the adapter is responsible for the
442                                  * deallocation of the memory allocator
443                                  */
444 #define NAF_NATIVE_ON   16      /* the adapter is native and the attached
445                                  * interface is in netmap mode.
446                                  * Virtual ports (vale, pipe, monitor...)
447                                  * should never use this flag.
448                                  */
449 #define NAF_NETMAP_ON   32      /* netmap is active (either native or
450                                  * emulated). Where possible (e.g. FreeBSD)
451                                  * IFCAP_NETMAP also mirrors this flag.
452                                  */
453 #define NAF_HOST_RINGS  64      /* the adapter supports the host rings */
454 #define NAF_FORCE_NATIVE 128    /* the adapter is always NATIVE */
455 #define NAF_BUSY        (1U<<31) /* the adapter is used internally and
456                                   * cannot be registered from userspace
457                                   */
458         int active_fds; /* number of user-space descriptors using this
459                          interface, which is equal to the number of
460                          struct netmap_if objs in the mapped region. */
461
462         u_int num_rx_rings; /* number of adapter receive rings */
463         u_int num_tx_rings; /* number of adapter transmit rings */
464
465         u_int num_tx_desc; /* number of descriptor in each queue */
466         u_int num_rx_desc;
467
468         /* tx_rings and rx_rings are private but allocated
469          * as a contiguous chunk of memory. Each array has
470          * N+1 entries, for the adapter queues and for the host queue.
471          */
472         struct netmap_kring *tx_rings; /* array of TX rings. */
473         struct netmap_kring *rx_rings; /* array of RX rings. */
474
475         void *tailroom;                /* space below the rings array */
476                                        /* (used for leases) */
477
478
479         NM_SELINFO_T tx_si, rx_si;      /* global wait queues */
480
481         /* count users of the global wait queues */
482         int tx_si_users, rx_si_users;
483
484         void *pdev; /* used to store pci device */
485
486         /* copy of if_qflush and if_transmit pointers, to intercept
487          * packets from the network stack when netmap is active.
488          */
489         int     (*if_transmit)(struct ifnet *, struct mbuf *);
490
491         /* copy of if_input for netmap_send_up() */
492         void     (*if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
493
494         /* references to the ifnet and device routines, used by
495          * the generic netmap functions.
496          */
497         struct ifnet *ifp; /* adapter is ifp->if_softc */
498
499         /*---- callbacks for this netmap adapter -----*/
500         /*
501          * nm_dtor() is the cleanup routine called when destroying
502          *      the adapter.
503          *      Called with NMG_LOCK held.
504          *
505          * nm_register() is called on NIOCREGIF and close() to enter
506          *      or exit netmap mode on the NIC
507          *      Called with NNG_LOCK held.
508          *
509          * nm_txsync() pushes packets to the underlying hw/switch
510          *
511          * nm_rxsync() collects packets from the underlying hw/switch
512          *
513          * nm_config() returns configuration information from the OS
514          *      Called with NMG_LOCK held.
515          *
516          * nm_krings_create() create and init the tx_rings and
517          *      rx_rings arrays of kring structures. In particular,
518          *      set the nm_sync callbacks for each ring.
519          *      There is no need to also allocate the corresponding
520          *      netmap_rings, since netmap_mem_rings_create() will always
521          *      be called to provide the missing ones.
522          *      Called with NNG_LOCK held.
523          *
524          * nm_krings_delete() cleanup and delete the tx_rings and rx_rings
525          *      arrays
526          *      Called with NMG_LOCK held.
527          *
528          * nm_notify() is used to act after data have become available
529          *      (or the stopped state of the ring has changed)
530          *      For hw devices this is typically a selwakeup(),
531          *      but for NIC/host ports attached to a switch (or vice-versa)
532          *      we also need to invoke the 'txsync' code downstream.
533          */
534         void (*nm_dtor)(struct netmap_adapter *);
535
536         int (*nm_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
537
538         int (*nm_txsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
539         int (*nm_rxsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
540 #define NAF_FORCE_READ    1
541 #define NAF_FORCE_RECLAIM 2
542         /* return configuration information */
543         int (*nm_config)(struct netmap_adapter *,
544                 u_int *txr, u_int *txd, u_int *rxr, u_int *rxd);
545         int (*nm_krings_create)(struct netmap_adapter *);
546         void (*nm_krings_delete)(struct netmap_adapter *);
547         int (*nm_notify)(struct netmap_adapter *,
548                 u_int ring, enum txrx, int flags);
549 #define NAF_DISABLE_NOTIFY 8    /* notify that the stopped state of the
550                                  * ring has changed (kring->nkr_stopped)
551                                  */
552
553 #ifdef WITH_VALE
554         /*
555          * nm_bdg_attach() initializes the na_vp field to point
556          *      to an adapter that can be attached to a VALE switch. If the
557          *      current adapter is already a VALE port, na_vp is simply a cast;
558          *      otherwise, na_vp points to a netmap_bwrap_adapter.
559          *      If applicable, this callback also initializes na_hostvp,
560          *      that can be used to connect the adapter host rings to the
561          *      switch.
562          *      Called with NMG_LOCK held.
563          *
564          * nm_bdg_ctl() is called on the actual attach/detach to/from
565          *      to/from the switch, to perform adapter-specific
566          *      initializations
567          *      Called with NMG_LOCK held.
568          */
569         int (*nm_bdg_attach)(const char *bdg_name, struct netmap_adapter *);
570         int (*nm_bdg_ctl)(struct netmap_adapter *, struct nmreq *, int);
571
572         /* adapter used to attach this adapter to a VALE switch (if any) */
573         struct netmap_vp_adapter *na_vp;
574         /* adapter used to attach the host rings of this adapter
575          * to a VALE switch (if any) */
576         struct netmap_vp_adapter *na_hostvp;
577 #endif
578
579         /* standard refcount to control the lifetime of the adapter
580          * (it should be equal to the lifetime of the corresponding ifp)
581          */
582         int na_refcount;
583
584         /* memory allocator (opaque)
585          * We also cache a pointer to the lut_entry for translating
586          * buffer addresses, and the total number of buffers.
587          */
588         struct netmap_mem_d *nm_mem;
589         struct lut_entry *na_lut;
590         uint32_t na_lut_objtotal;       /* max buffer index */
591         uint32_t na_lut_objsize;        /* buffer size */
592
593         /* additional information attached to this adapter
594          * by other netmap subsystems. Currently used by
595          * bwrap and LINUX/v1000.
596          */
597         void *na_private;
598
599 #ifdef WITH_PIPES
600         /* array of pipes that have this adapter as a parent */
601         struct netmap_pipe_adapter **na_pipes;
602         int na_next_pipe;       /* next free slot in the array */
603         int na_max_pipes;       /* size of the array */
604 #endif /* WITH_PIPES */
605
606         char name[64];
607 };
608
609
610 /*
611  * If the NIC is owned by the kernel
612  * (i.e., bridge), neither another bridge nor user can use it;
613  * if the NIC is owned by a user, only users can share it.
614  * Evaluation must be done under NMG_LOCK().
615  */
616 #define NETMAP_OWNED_BY_KERN(na)        ((na)->na_flags & NAF_BUSY)
617 #define NETMAP_OWNED_BY_ANY(na) \
618         (NETMAP_OWNED_BY_KERN(na) || ((na)->active_fds > 0))
619
620
621 /*
622  * derived netmap adapters for various types of ports
623  */
624 struct netmap_vp_adapter {      /* VALE software port */
625         struct netmap_adapter up;
626
627         /*
628          * Bridge support:
629          *
630          * bdg_port is the port number used in the bridge;
631          * na_bdg points to the bridge this NA is attached to.
632          */
633         int bdg_port;
634         struct nm_bridge *na_bdg;
635         int retry;
636
637         /* Offset of ethernet header for each packet. */
638         u_int virt_hdr_len;
639         /* Maximum Frame Size, used in bdg_mismatch_datapath() */
640         u_int mfs;
641 };
642
643
644 struct netmap_hw_adapter {      /* physical device */
645         struct netmap_adapter up;
646
647         struct net_device_ops nm_ndo;   // XXX linux only
648         struct ethtool_ops    nm_eto;   // XXX linux only
649         const struct ethtool_ops*   save_ethtool;
650
651         int (*nm_hw_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
652 };
653
654 #ifdef WITH_GENERIC
655 /* Mitigation support. */
656 struct nm_generic_mit {
657         struct hrtimer mit_timer;
658         int mit_pending;
659         int mit_ring_idx;  /* index of the ring being mitigated */
660         struct netmap_adapter *mit_na;  /* backpointer */
661 };
662
663 struct netmap_generic_adapter { /* emulated device */
664         struct netmap_hw_adapter up;
665
666         /* Pointer to a previously used netmap adapter. */
667         struct netmap_adapter *prev;
668
669         /* generic netmap adapters support:
670          * a net_device_ops struct overrides ndo_select_queue(),
671          * save_if_input saves the if_input hook (FreeBSD),
672          * mit implements rx interrupt mitigation,
673          */
674         struct net_device_ops generic_ndo;
675         void (*save_if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
676
677         struct nm_generic_mit *mit;
678 #ifdef linux
679         netdev_tx_t (*save_start_xmit)(struct mbuf *, struct ifnet *);
680 #endif
681 };
682 #endif  /* WITH_GENERIC */
683
684 static __inline int
685 netmap_real_tx_rings(struct netmap_adapter *na)
686 {
687         return na->num_tx_rings + !!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS);
688 }
689
690 static __inline int
691 netmap_real_rx_rings(struct netmap_adapter *na)
692 {
693         return na->num_rx_rings + !!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS);
694 }
695
696 #ifdef WITH_VALE
697
698 /*
699  * Bridge wrapper for non VALE ports attached to a VALE switch.
700  *
701  * The real device must already have its own netmap adapter (hwna).
702  * The bridge wrapper and the hwna adapter share the same set of
703  * netmap rings and buffers, but they have two separate sets of
704  * krings descriptors, with tx/rx meanings swapped:
705  *
706  *                                  netmap
707  *           bwrap     krings       rings      krings      hwna
708  *         +------+   +------+     +-----+    +------+   +------+
709  *         |tx_rings->|      |\   /|     |----|      |<-tx_rings|
710  *         |      |   +------+ \ / +-----+    +------+   |      |
711  *         |      |             X                        |      |
712  *         |      |            / \                       |      |
713  *         |      |   +------+/   \+-----+    +------+   |      |
714  *         |rx_rings->|      |     |     |----|      |<-rx_rings|
715  *         |      |   +------+     +-----+    +------+   |      |
716  *         +------+                                      +------+
717  *
718  * - packets coming from the bridge go to the brwap rx rings,
719  *   which are also the hwna tx rings.  The bwrap notify callback
720  *   will then complete the hwna tx (see netmap_bwrap_notify).
721  *
722  * - packets coming from the outside go to the hwna rx rings,
723  *   which are also the bwrap tx rings.  The (overwritten) hwna
724  *   notify method will then complete the bridge tx
725  *   (see netmap_bwrap_intr_notify).
726  *
727  *   The bridge wrapper may optionally connect the hwna 'host' rings
728  *   to the bridge. This is done by using a second port in the
729  *   bridge and connecting it to the 'host' netmap_vp_adapter
730  *   contained in the netmap_bwrap_adapter. The brwap host adapter
731  *   cross-links the hwna host rings in the same way as shown above.
732  *
733  * - packets coming from the bridge and directed to the host stack
734  *   are handled by the bwrap host notify callback
735  *   (see netmap_bwrap_host_notify)
736  *
737  * - packets coming from the host stack are still handled by the
738  *   overwritten hwna notify callback (netmap_bwrap_intr_notify),
739  *   but are diverted to the host adapter depending on the ring number.
740  *
741  */
742 struct netmap_bwrap_adapter {
743         struct netmap_vp_adapter up;
744         struct netmap_vp_adapter host;  /* for host rings */
745         struct netmap_adapter *hwna;    /* the underlying device */
746
747         /* backup of the hwna notify callback */
748         int (*save_notify)(struct netmap_adapter *,
749                         u_int ring, enum txrx, int flags);
750         /* backup of the hwna memory allocator */
751         struct netmap_mem_d *save_nmd;
752
753         /*
754          * When we attach a physical interface to the bridge, we
755          * allow the controlling process to terminate, so we need
756          * a place to store the n_detmap_priv_d data structure.
757          * This is only done when physical interfaces
758          * are attached to a bridge.
759          */
760         struct netmap_priv_d *na_kpriv;
761 };
762 int netmap_bwrap_attach(const char *name, struct netmap_adapter *);
763
764
765 #endif /* WITH_VALE */
766
767 #ifdef WITH_PIPES
768
769 #define NM_MAXPIPES     64      /* max number of pipes per adapter */
770
771 struct netmap_pipe_adapter {
772         struct netmap_adapter up;
773
774         u_int id;       /* pipe identifier */
775         int role;       /* either NR_REG_PIPE_MASTER or NR_REG_PIPE_SLAVE */
776
777         struct netmap_adapter *parent; /* adapter that owns the memory */
778         struct netmap_pipe_adapter *peer; /* the other end of the pipe */
779         int peer_ref;           /* 1 iff we are holding a ref to the peer */
780
781         u_int parent_slot; /* index in the parent pipe array */
782 };
783
784 #endif /* WITH_PIPES */
785
786
787 /* return slots reserved to rx clients; used in drivers */
788 static inline uint32_t
789 nm_kr_rxspace(struct netmap_kring *k)
790 {
791         int space = k->nr_hwtail - k->nr_hwcur;
792         if (space < 0)
793                 space += k->nkr_num_slots;
794         ND("preserving %d rx slots %d -> %d", space, k->nr_hwcur, k->nr_hwtail);
795
796         return space;
797 }
798
799
800 /* True if no space in the tx ring. only valid after txsync_prologue */
801 static inline int
802 nm_kr_txempty(struct netmap_kring *kring)
803 {
804         return kring->rcur == kring->nr_hwtail;
805 }
806
807
808 /*
809  * protect against multiple threads using the same ring.
810  * also check that the ring has not been stopped.
811  * We only care for 0 or !=0 as a return code.
812  */
813 #define NM_KR_BUSY      1
814 #define NM_KR_STOPPED   2
815
816
817 static __inline void nm_kr_put(struct netmap_kring *kr)
818 {
819         NM_ATOMIC_CLEAR(&kr->nr_busy);
820 }
821
822
823 static __inline int nm_kr_tryget(struct netmap_kring *kr)
824 {
825         /* check a first time without taking the lock
826          * to avoid starvation for nm_kr_get()
827          */
828         if (unlikely(kr->nkr_stopped)) {
829                 ND("ring %p stopped (%d)", kr, kr->nkr_stopped);
830                 return NM_KR_STOPPED;
831         }
832         if (unlikely(NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(&kr->nr_busy)))
833                 return NM_KR_BUSY;
834         /* check a second time with lock held */
835         if (unlikely(kr->nkr_stopped)) {
836                 ND("ring %p stopped (%d)", kr, kr->nkr_stopped);
837                 nm_kr_put(kr);
838                 return NM_KR_STOPPED;
839         }
840         return 0;
841 }
842
843
844 /*
845  * The following functions are used by individual drivers to
846  * support netmap operation.
847  *
848  * netmap_attach() initializes a struct netmap_adapter, allocating the
849  *      struct netmap_ring's and the struct selinfo.
850  *
851  * netmap_detach() frees the memory allocated by netmap_attach().
852  *
853  * netmap_transmit() replaces the if_transmit routine of the interface,
854  *      and is used to intercept packets coming from the stack.
855  *
856  * netmap_load_map/netmap_reload_map are helper routines to set/reset
857  *      the dmamap for a packet buffer
858  *
859  * netmap_reset() is a helper routine to be called in the hw driver
860  *      when reinitializing a ring. It should not be called by
861  *      virtual ports (vale, pipes, monitor)
862  */
863 int netmap_attach(struct netmap_adapter *);
864 void netmap_detach(struct ifnet *);
865 int netmap_transmit(struct ifnet *, struct mbuf *);
866 struct netmap_slot *netmap_reset(struct netmap_adapter *na,
867         enum txrx tx, u_int n, u_int new_cur);
868 int netmap_ring_reinit(struct netmap_kring *);
869
870 /* default functions to handle rx/tx interrupts */
871 int netmap_rx_irq(struct ifnet *, u_int, u_int *);
872 #define netmap_tx_irq(_n, _q) netmap_rx_irq(_n, _q, NULL)
873 void netmap_common_irq(struct ifnet *, u_int, u_int *work_done);
874
875
876 #ifdef WITH_VALE
877 /* functions used by external modules to interface with VALE */
878 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   ((_vp)->up.ifp)
879 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  (NA(_ifp)->na_vp)
880 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) (NA(_ifp)->na_hostvp)
881 #define netmap_bdg_idx(_vp)     ((_vp)->bdg_port)
882 const char *netmap_bdg_name(struct netmap_vp_adapter *);
883 #else /* !WITH_VALE */
884 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   NULL
885 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  NULL
886 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) NULL
887 #define netmap_bdg_idx(_vp)     -1
888 #define netmap_bdg_name(_vp)    NULL
889 #endif /* WITH_VALE */
890
891 static inline int
892 nm_native_on(struct netmap_adapter *na)
893 {
894         return na && na->na_flags & NAF_NATIVE_ON;
895 }
896
897 static inline int
898 nm_netmap_on(struct netmap_adapter *na)
899 {
900         return na && na->na_flags & NAF_NETMAP_ON;
901 }
902
903 /* set/clear native flags and if_transmit/netdev_ops */
904 static inline void
905 nm_set_native_flags(struct netmap_adapter *na)
906 {
907         struct ifnet *ifp = na->ifp;
908
909         na->na_flags |= (NAF_NATIVE_ON | NAF_NETMAP_ON);
910 #ifdef IFCAP_NETMAP /* or FreeBSD ? */
911         ifp->if_capenable |= IFCAP_NETMAP;
912 #endif
913 #ifdef __FreeBSD__
914         na->if_transmit = ifp->if_transmit;
915         ifp->if_transmit = netmap_transmit;
916 #else
917         na->if_transmit = (void *)ifp->netdev_ops;
918         ifp->netdev_ops = &((struct netmap_hw_adapter *)na)->nm_ndo;
919         ((struct netmap_hw_adapter *)na)->save_ethtool = ifp->ethtool_ops;
920         ifp->ethtool_ops = &((struct netmap_hw_adapter*)na)->nm_eto;
921 #endif
922 }
923
924
925 static inline void
926 nm_clear_native_flags(struct netmap_adapter *na)
927 {
928         struct ifnet *ifp = na->ifp;
929
930 #ifdef __FreeBSD__
931         ifp->if_transmit = na->if_transmit;
932 #else
933         ifp->netdev_ops = (void *)na->if_transmit;
934         ifp->ethtool_ops = ((struct netmap_hw_adapter*)na)->save_ethtool;
935 #endif
936         na->na_flags &= ~(NAF_NATIVE_ON | NAF_NETMAP_ON);
937 #ifdef IFCAP_NETMAP /* or FreeBSD ? */
938         ifp->if_capenable &= ~IFCAP_NETMAP;
939 #endif
940 }
941
942
943 /*
944  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head
945  * If any error, returns ring_size to force a reinit.
946  */
947 uint32_t nm_txsync_prologue(struct netmap_kring *);
948
949
950 /*
951  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head,
952  * and the 'reserved' value in the argument.
953  * If any error, returns ring_size lim to force a reinit.
954  */
955 uint32_t nm_rxsync_prologue(struct netmap_kring *);
956
957
958 /*
959  * update kring and ring at the end of txsync.
960  */
961 static inline void
962 nm_txsync_finalize(struct netmap_kring *kring)
963 {
964         /* update ring tail to what the kernel knows */
965         kring->ring->tail = kring->rtail = kring->nr_hwtail;
966
967         /* note, head/rhead/hwcur might be behind cur/rcur
968          * if no carrier
969          */
970         ND(5, "%s now hwcur %d hwtail %d head %d cur %d tail %d",
971                 kring->name, kring->nr_hwcur, kring->nr_hwtail,
972                 kring->rhead, kring->rcur, kring->rtail);
973 }
974
975
976 /*
977  * update kring and ring at the end of rxsync
978  */
979 static inline void
980 nm_rxsync_finalize(struct netmap_kring *kring)
981 {
982         /* tell userspace that there might be new packets */
983         //struct netmap_ring *ring = kring->ring;
984         ND("head %d cur %d tail %d -> %d", ring->head, ring->cur, ring->tail,
985                 kring->nr_hwtail);
986         kring->ring->tail = kring->rtail = kring->nr_hwtail;
987         /* make a copy of the state for next round */
988         kring->rhead = kring->ring->head;
989         kring->rcur = kring->ring->cur;
990 }
991
992
993 /* check/fix address and len in tx rings */
994 #if 1 /* debug version */
995 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
996         if (_a == NETMAP_BUF_BASE(_na) || _l > NETMAP_BUF_SIZE(_na)) {  \
997                 RD(5, "bad addr/len ring %d slot %d idx %d len %d",     \
998                         kring->ring_id, nm_i, slot->buf_idx, len);      \
999                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1000                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1001         } } while (0)
1002 #else /* no debug version */
1003 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
1004                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1005                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1006         } while (0)
1007 #endif
1008
1009
1010 /*---------------------------------------------------------------*/
1011 /*
1012  * Support routines used by netmap subsystems
1013  * (native drivers, VALE, generic, pipes, monitors, ...)
1014  */
1015
1016
1017 /* common routine for all functions that create a netmap adapter. It performs
1018  * two main tasks:
1019  * - if the na points to an ifp, mark the ifp as netmap capable
1020  *   using na as its native adapter;
1021  * - provide defaults for the setup callbacks and the memory allocator
1022  */
1023 int netmap_attach_common(struct netmap_adapter *);
1024 /* common actions to be performed on netmap adapter destruction */
1025 void netmap_detach_common(struct netmap_adapter *);
1026 /* fill priv->np_[tr]xq{first,last} using the ringid and flags information
1027  * coming from a struct nmreq
1028  */
1029 int netmap_interp_ringid(struct netmap_priv_d *priv, uint16_t ringid, uint32_t flags);
1030 /* update the ring parameters (number and size of tx and rx rings).
1031  * It calls the nm_config callback, if available.
1032  */
1033 int netmap_update_config(struct netmap_adapter *na);
1034 /* create and initialize the common fields of the krings array.
1035  * using the information that must be already available in the na.
1036  * tailroom can be used to request the allocation of additional
1037  * tailroom bytes after the krings array. This is used by
1038  * netmap_vp_adapter's (i.e., VALE ports) to make room for
1039  * leasing-related data structures
1040  */
1041 int netmap_krings_create(struct netmap_adapter *na, u_int tailroom);
1042 /* deletes the kring array of the adapter. The array must have
1043  * been created using netmap_krings_create
1044  */
1045 void netmap_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
1046
1047 /* set the stopped/enabled status of ring
1048  * When stopping, they also wait for all current activity on the ring to
1049  * terminate. The status change is then notified using the na nm_notify
1050  * callback.
1051  */
1052 void netmap_set_txring(struct netmap_adapter *, u_int ring_id, int stopped);
1053 void netmap_set_rxring(struct netmap_adapter *, u_int ring_id, int stopped);
1054 /* set the stopped/enabled status of all rings of the adapter. */
1055 void netmap_set_all_rings(struct netmap_adapter *, int stopped);
1056 /* convenience wrappers for netmap_set_all_rings, used in drivers */
1057 void netmap_disable_all_rings(struct ifnet *);
1058 void netmap_enable_all_rings(struct ifnet *);
1059
1060 int netmap_rxsync_from_host(struct netmap_adapter *na, struct thread *td, void *pwait);
1061
1062 struct netmap_if *
1063 netmap_do_regif(struct netmap_priv_d *priv, struct netmap_adapter *na,
1064         uint16_t ringid, uint32_t flags, int *err);
1065
1066
1067
1068 u_int nm_bound_var(u_int *v, u_int dflt, u_int lo, u_int hi, const char *msg);
1069 int netmap_get_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na, int create);
1070 int netmap_get_hw_na(struct ifnet *ifp, struct netmap_adapter **na);
1071
1072
1073 #ifdef WITH_VALE
1074 /*
1075  * The following bridge-related functions are used by other
1076  * kernel modules.
1077  *
1078  * VALE only supports unicast or broadcast. The lookup
1079  * function can return 0 .. NM_BDG_MAXPORTS-1 for regular ports,
1080  * NM_BDG_MAXPORTS for broadcast, NM_BDG_MAXPORTS+1 for unknown.
1081  * XXX in practice "unknown" might be handled same as broadcast.
1082  */
1083 typedef u_int (*bdg_lookup_fn_t)(struct nm_bdg_fwd *ft, uint8_t *ring_nr,
1084                 const struct netmap_vp_adapter *);
1085 typedef int (*bdg_config_fn_t)(struct nm_ifreq *);
1086 typedef void (*bdg_dtor_fn_t)(const struct netmap_vp_adapter *);
1087 struct netmap_bdg_ops {
1088         bdg_lookup_fn_t lookup;
1089         bdg_config_fn_t config;
1090         bdg_dtor_fn_t   dtor;
1091 };
1092
1093 u_int netmap_bdg_learning(struct nm_bdg_fwd *ft, uint8_t *dst_ring,
1094                 const struct netmap_vp_adapter *);
1095
1096 #define NM_BDG_MAXPORTS         254     /* up to 254 */
1097 #define NM_BDG_BROADCAST        NM_BDG_MAXPORTS
1098 #define NM_BDG_NOPORT           (NM_BDG_MAXPORTS+1)
1099
1100 #define NM_NAME                 "vale"  /* prefix for bridge port name */
1101
1102 /* these are redefined in case of no VALE support */
1103 int netmap_get_bdg_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na, int create);
1104 void netmap_init_bridges(void);
1105 int netmap_bdg_ctl(struct nmreq *nmr, struct netmap_bdg_ops *bdg_ops);
1106 int netmap_bdg_config(struct nmreq *nmr);
1107
1108 #else /* !WITH_VALE */
1109 #define netmap_get_bdg_na(_1, _2, _3)   0
1110 #define netmap_init_bridges(_1)
1111 #define netmap_bdg_ctl(_1, _2)  EINVAL
1112 #endif /* !WITH_VALE */
1113
1114 #ifdef WITH_PIPES
1115 /* max number of pipes per device */
1116 #define NM_MAXPIPES     64      /* XXX how many? */
1117 /* in case of no error, returns the actual number of pipes in nmr->nr_arg1 */
1118 int netmap_pipe_alloc(struct netmap_adapter *, struct nmreq *nmr);
1119 void netmap_pipe_dealloc(struct netmap_adapter *);
1120 int netmap_get_pipe_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na, int create);
1121 #else /* !WITH_PIPES */
1122 #define NM_MAXPIPES     0
1123 #define netmap_pipe_alloc(_1, _2)       EOPNOTSUPP
1124 #define netmap_pipe_dealloc(_1)
1125 #define netmap_get_pipe_na(_1, _2, _3)  0
1126 #endif
1127
1128 #ifdef WITH_MONITOR
1129 int netmap_get_monitor_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na, int create);
1130 #else
1131 #define netmap_get_monitor_na(_1, _2, _3) 0
1132 #endif
1133
1134 /* Various prototypes */
1135 int netmap_poll(struct cdev *dev, int events, struct thread *td);
1136 int netmap_init(void);
1137 void netmap_fini(void);
1138 int netmap_get_memory(struct netmap_priv_d* p);
1139 void netmap_dtor(void *data);
1140 int netmap_dtor_locked(struct netmap_priv_d *priv);
1141
1142 int netmap_ioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t data, int fflag, struct thread *td);
1143
1144 /* netmap_adapter creation/destruction */
1145
1146 // #define NM_DEBUG_PUTGET 1
1147
1148 #ifdef NM_DEBUG_PUTGET
1149
1150 #define NM_DBG(f) __##f
1151
1152 void __netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1153
1154 #define netmap_adapter_get(na)                          \
1155         do {                                            \
1156                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1157                 D("getting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);       \
1158                 __netmap_adapter_get(__na);             \
1159         } while (0)
1160
1161 int __netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1162
1163 #define netmap_adapter_put(na)                          \
1164         ({                                              \
1165                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1166                 D("putting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);       \
1167                 __netmap_adapter_put(__na);             \
1168         })
1169
1170 #else /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1171
1172 #define NM_DBG(f) f
1173 void netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1174 int netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1175
1176 #endif /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1177
1178
1179 /*
1180  * module variables
1181  */
1182 #define NETMAP_BUF_BASE(na)     ((na)->na_lut[0].vaddr)
1183 #define NETMAP_BUF_SIZE(na)     ((na)->na_lut_objsize)
1184 extern int netmap_mitigate;     // XXX not really used
1185 extern int netmap_no_pendintr;
1186 extern int netmap_verbose;      // XXX debugging
1187 enum {                                  /* verbose flags */
1188         NM_VERB_ON = 1,                 /* generic verbose */
1189         NM_VERB_HOST = 0x2,             /* verbose host stack */
1190         NM_VERB_RXSYNC = 0x10,          /* verbose on rxsync/txsync */
1191         NM_VERB_TXSYNC = 0x20,
1192         NM_VERB_RXINTR = 0x100,         /* verbose on rx/tx intr (driver) */
1193         NM_VERB_TXINTR = 0x200,
1194         NM_VERB_NIC_RXSYNC = 0x1000,    /* verbose on rx/tx intr (driver) */
1195         NM_VERB_NIC_TXSYNC = 0x2000,
1196 };
1197
1198 extern int netmap_txsync_retry;
1199 extern int netmap_generic_mit;
1200 extern int netmap_generic_ringsize;
1201 extern int netmap_generic_rings;
1202
1203 /*
1204  * NA returns a pointer to the struct netmap adapter from the ifp,
1205  * WNA is used to write it.
1206  */
1207 #define NA(_ifp)        ((struct netmap_adapter *)WNA(_ifp))
1208
1209 /*
1210  * Macros to determine if an interface is netmap capable or netmap enabled.
1211  * See the magic field in struct netmap_adapter.
1212  */
1213 #ifdef __FreeBSD__
1214 /*
1215  * on FreeBSD just use if_capabilities and if_capenable.
1216  */
1217 #define NETMAP_CAPABLE(ifp)     (NA(ifp) &&             \
1218         (ifp)->if_capabilities & IFCAP_NETMAP )
1219
1220 #define NETMAP_SET_CAPABLE(ifp)                         \
1221         (ifp)->if_capabilities |= IFCAP_NETMAP
1222
1223 #else   /* linux */
1224
1225 /*
1226  * on linux:
1227  * we check if NA(ifp) is set and its first element has a related
1228  * magic value. The capenable is within the struct netmap_adapter.
1229  */
1230 #define NETMAP_MAGIC    0x52697a7a
1231
1232 #define NETMAP_CAPABLE(ifp)     (NA(ifp) &&             \
1233         ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp) ^ NA(ifp)->magic) == NETMAP_MAGIC )
1234
1235 #define NETMAP_SET_CAPABLE(ifp)                         \
1236         NA(ifp)->magic = ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp)) ^ NETMAP_MAGIC
1237
1238 #endif  /* linux */
1239
1240 #ifdef __FreeBSD__
1241
1242 /* Assigns the device IOMMU domain to an allocator.
1243  * Returns -ENOMEM in case the domain is different */
1244 #define nm_iommu_group_id(dev) (0)
1245
1246 /* Callback invoked by the dma machinery after a successful dmamap_load */
1247 static void netmap_dmamap_cb(__unused void *arg,
1248     __unused bus_dma_segment_t * segs, __unused int nseg, __unused int error)
1249 {
1250 }
1251
1252 /* bus_dmamap_load wrapper: call aforementioned function if map != NULL.
1253  * XXX can we do it without a callback ?
1254  */
1255 static inline void
1256 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1257         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1258 {
1259         if (map)
1260                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1261                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1262 }
1263
1264 static inline void
1265 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1266         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map)
1267 {
1268         if (map)
1269                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1270 }
1271
1272 /* update the map when a buffer changes. */
1273 static inline void
1274 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1275         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1276 {
1277         if (map) {
1278                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1279                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1280                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1281         }
1282 }
1283
1284 #else /* linux */
1285
1286 int nm_iommu_group_id(bus_dma_tag_t dev);
1287 extern size_t     netmap_mem_get_bufsize(struct netmap_mem_d *);
1288 #include <linux/dma-mapping.h>
1289
1290 static inline void
1291 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1292         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1293 {
1294         if (map) {
1295                 *map = dma_map_single(na->pdev, buf, netmap_mem_get_bufsize(na->nm_mem),
1296                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1297         }
1298 }
1299
1300 static inline void
1301 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1302         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map)
1303 {
1304         u_int sz = netmap_mem_get_bufsize(na->nm_mem);
1305
1306         if (*map) {
1307                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1308                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1309         }
1310 }
1311
1312 static inline void
1313 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1314         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1315 {
1316         u_int sz = netmap_mem_get_bufsize(na->nm_mem);
1317
1318         if (*map) {
1319                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1320                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1321         }
1322
1323         *map = dma_map_single(na->pdev, buf, sz,
1324                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1325 }
1326
1327 /*
1328  * XXX How do we redefine these functions:
1329  *
1330  * on linux we need
1331  *      dma_map_single(&pdev->dev, virt_addr, len, direction)
1332  *      dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, phys_addr, len, direction
1333  * The len can be implicit (on netmap it is NETMAP_BUF_SIZE)
1334  * unfortunately the direction is not, so we need to change
1335  * something to have a cross API
1336  */
1337
1338 #if 0
1339         struct e1000_buffer *buffer_info =  &tx_ring->buffer_info[l];
1340         /* set time_stamp *before* dma to help avoid a possible race */
1341         buffer_info->time_stamp = jiffies;
1342         buffer_info->mapped_as_page = false;
1343         buffer_info->length = len;
1344         //buffer_info->next_to_watch = l;
1345         /* reload dma map */
1346         dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma,
1347                         NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1348         buffer_info->dma = dma_map_single(&adapter->pdev->dev,
1349                         addr, NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1350
1351         if (dma_mapping_error(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma)) {
1352                 D("dma mapping error");
1353                 /* goto dma_error; See e1000_put_txbuf() */
1354                 /* XXX reset */
1355         }
1356         tx_desc->buffer_addr = htole64(buffer_info->dma); //XXX
1357
1358 #endif
1359
1360 /*
1361  * The bus_dmamap_sync() can be one of wmb() or rmb() depending on direction.
1362  */
1363 #define bus_dmamap_sync(_a, _b, _c)
1364
1365 #endif /* linux */
1366
1367
1368 /*
1369  * functions to map NIC to KRING indexes (n2k) and vice versa (k2n)
1370  */
1371 static inline int
1372 netmap_idx_n2k(struct netmap_kring *kr, int idx)
1373 {
1374         int n = kr->nkr_num_slots;
1375         idx += kr->nkr_hwofs;
1376         if (idx < 0)
1377                 return idx + n;
1378         else if (idx < n)
1379                 return idx;
1380         else
1381                 return idx - n;
1382 }
1383
1384
1385 static inline int
1386 netmap_idx_k2n(struct netmap_kring *kr, int idx)
1387 {
1388         int n = kr->nkr_num_slots;
1389         idx -= kr->nkr_hwofs;
1390         if (idx < 0)
1391                 return idx + n;
1392         else if (idx < n)
1393                 return idx;
1394         else
1395                 return idx - n;
1396 }
1397
1398
1399 /* Entries of the look-up table. */
1400 struct lut_entry {
1401         void *vaddr;            /* virtual address. */
1402         vm_paddr_t paddr;       /* physical address. */
1403 };
1404
1405 struct netmap_obj_pool;
1406
1407 /*
1408  * NMB return the virtual address of a buffer (buffer 0 on bad index)
1409  * PNMB also fills the physical address
1410  */
1411 static inline void *
1412 NMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot)
1413 {
1414         struct lut_entry *lut = na->na_lut;
1415         uint32_t i = slot->buf_idx;
1416         return (unlikely(i >= na->na_lut_objtotal)) ?
1417                 lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1418 }
1419
1420 static inline void *
1421 PNMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot, uint64_t *pp)
1422 {
1423         uint32_t i = slot->buf_idx;
1424         struct lut_entry *lut = na->na_lut;
1425         void *ret = (i >= na->na_lut_objtotal) ? lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1426
1427         *pp = (i >= na->na_lut_objtotal) ? lut[0].paddr : lut[i].paddr;
1428         return ret;
1429 }
1430
1431 /* Generic version of NMB, which uses device-specific memory. */
1432
1433
1434
1435 void netmap_txsync_to_host(struct netmap_adapter *na);
1436
1437
1438 /*
1439  * Structure associated to each thread which registered an interface.
1440  *
1441  * The first 4 fields of this structure are written by NIOCREGIF and
1442  * read by poll() and NIOC?XSYNC.
1443  *
1444  * There is low contention among writers (a correct user program
1445  * should have none) and among writers and readers, so we use a
1446  * single global lock to protect the structure initialization;
1447  * since initialization involves the allocation of memory,
1448  * we reuse the memory allocator lock.
1449  *
1450  * Read access to the structure is lock free. Readers must check that
1451  * np_nifp is not NULL before using the other fields.
1452  * If np_nifp is NULL initialization has not been performed,
1453  * so they should return an error to userspace.
1454  *
1455  * The ref_done field is used to regulate access to the refcount in the
1456  * memory allocator. The refcount must be incremented at most once for
1457  * each open("/dev/netmap"). The increment is performed by the first
1458  * function that calls netmap_get_memory() (currently called by
1459  * mmap(), NIOCGINFO and NIOCREGIF).
1460  * If the refcount is incremented, it is then decremented when the
1461  * private structure is destroyed.
1462  */
1463 struct netmap_priv_d {
1464         struct netmap_if * volatile np_nifp;    /* netmap if descriptor. */
1465
1466         struct netmap_adapter   *np_na;
1467         uint32_t        np_flags;       /* from the ioctl */
1468         u_int           np_txqfirst, np_txqlast; /* range of tx rings to scan */
1469         u_int           np_rxqfirst, np_rxqlast; /* range of rx rings to scan */
1470         uint16_t        np_txpoll;      /* XXX and also np_rxpoll ? */
1471
1472         struct netmap_mem_d     *np_mref;       /* use with NMG_LOCK held */
1473         /* np_refcount is only used on FreeBSD */
1474         int             np_refcount;    /* use with NMG_LOCK held */
1475
1476         /* pointers to the selinfo to be used for selrecord.
1477          * Either the local or the global one depending on the
1478          * number of rings.
1479          */
1480         NM_SELINFO_T *np_rxsi, *np_txsi;
1481         struct thread   *np_td;         /* kqueue, just debugging */
1482 };
1483
1484 #ifdef WITH_MONITOR
1485
1486 struct netmap_monitor_adapter {
1487         struct netmap_adapter up;
1488
1489         struct netmap_priv_d priv;
1490         uint32_t flags;
1491 };
1492
1493 #endif /* WITH_MONITOR */
1494
1495
1496 #ifdef WITH_GENERIC
1497 /*
1498  * generic netmap emulation for devices that do not have
1499  * native netmap support.
1500  */
1501 int generic_netmap_attach(struct ifnet *ifp);
1502
1503 int netmap_catch_rx(struct netmap_adapter *na, int intercept);
1504 void generic_rx_handler(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m);;
1505 void netmap_catch_tx(struct netmap_generic_adapter *na, int enable);
1506 int generic_xmit_frame(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m, void *addr, u_int len, u_int ring_nr);
1507 int generic_find_num_desc(struct ifnet *ifp, u_int *tx, u_int *rx);
1508 void generic_find_num_queues(struct ifnet *ifp, u_int *txq, u_int *rxq);
1509
1510 //#define RATE_GENERIC  /* Enables communication statistics for generic. */
1511 #ifdef RATE_GENERIC
1512 void generic_rate(int txp, int txs, int txi, int rxp, int rxs, int rxi);
1513 #else
1514 #define generic_rate(txp, txs, txi, rxp, rxs, rxi)
1515 #endif
1516
1517 /*
1518  * netmap_mitigation API. This is used by the generic adapter
1519  * to reduce the number of interrupt requests/selwakeup
1520  * to clients on incoming packets.
1521  */
1522 void netmap_mitigation_init(struct nm_generic_mit *mit, int idx,
1523                                 struct netmap_adapter *na);
1524 void netmap_mitigation_start(struct nm_generic_mit *mit);
1525 void netmap_mitigation_restart(struct nm_generic_mit *mit);
1526 int netmap_mitigation_active(struct nm_generic_mit *mit);
1527 void netmap_mitigation_cleanup(struct nm_generic_mit *mit);
1528 #endif /* WITH_GENERIC */
1529
1530
1531
1532 /* Shared declarations for the VALE switch. */
1533
1534 /*
1535  * Each transmit queue accumulates a batch of packets into
1536  * a structure before forwarding. Packets to the same
1537  * destination are put in a list using ft_next as a link field.
1538  * ft_frags and ft_next are valid only on the first fragment.
1539  */
1540 struct nm_bdg_fwd {     /* forwarding entry for a bridge */
1541         void *ft_buf;           /* netmap or indirect buffer */
1542         uint8_t ft_frags;       /* how many fragments (only on 1st frag) */
1543         uint8_t _ft_port;       /* dst port (unused) */
1544         uint16_t ft_flags;      /* flags, e.g. indirect */
1545         uint16_t ft_len;        /* src fragment len */
1546         uint16_t ft_next;       /* next packet to same destination */
1547 };
1548
1549 /* struct 'virtio_net_hdr' from linux. */
1550 struct nm_vnet_hdr {
1551 #define VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM     1       /* Use csum_start, csum_offset */
1552 #define VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID    2        /* Csum is valid */
1553     uint8_t flags;
1554 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
1555 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4        1       /* GSO frame, IPv4 TCP (TSO) */
1556 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP          3       /* GSO frame, IPv4 UDP (UFO) */
1557 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6        4       /* GSO frame, IPv6 TCP */
1558 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN          0x80    /* TCP has ECN set */
1559     uint8_t gso_type;
1560     uint16_t hdr_len;
1561     uint16_t gso_size;
1562     uint16_t csum_start;
1563     uint16_t csum_offset;
1564 };
1565
1566 #define WORST_CASE_GSO_HEADER   (14+40+60)  /* IPv6 + TCP */
1567
1568 /* Private definitions for IPv4, IPv6, UDP and TCP headers. */
1569
1570 struct nm_iphdr {
1571         uint8_t         version_ihl;
1572         uint8_t         tos;
1573         uint16_t        tot_len;
1574         uint16_t        id;
1575         uint16_t        frag_off;
1576         uint8_t         ttl;
1577         uint8_t         protocol;
1578         uint16_t        check;
1579         uint32_t        saddr;
1580         uint32_t        daddr;
1581         /*The options start here. */
1582 };
1583
1584 struct nm_tcphdr {
1585         uint16_t        source;
1586         uint16_t        dest;
1587         uint32_t        seq;
1588         uint32_t        ack_seq;
1589         uint8_t         doff;  /* Data offset + Reserved */
1590         uint8_t         flags;
1591         uint16_t        window;
1592         uint16_t        check;
1593         uint16_t        urg_ptr;
1594 };
1595
1596 struct nm_udphdr {
1597         uint16_t        source;
1598         uint16_t        dest;
1599         uint16_t        len;
1600         uint16_t        check;
1601 };
1602
1603 struct nm_ipv6hdr {
1604         uint8_t         priority_version;
1605         uint8_t         flow_lbl[3];
1606
1607         uint16_t        payload_len;
1608         uint8_t         nexthdr;
1609         uint8_t         hop_limit;
1610
1611         uint8_t         saddr[16];
1612         uint8_t         daddr[16];
1613 };
1614
1615 /* Type used to store a checksum (in host byte order) that hasn't been
1616  * folded yet.
1617  */
1618 #define rawsum_t uint32_t
1619
1620 rawsum_t nm_csum_raw(uint8_t *data, size_t len, rawsum_t cur_sum);
1621 uint16_t nm_csum_ipv4(struct nm_iphdr *iph);
1622 void nm_csum_tcpudp_ipv4(struct nm_iphdr *iph, void *data,
1623                       size_t datalen, uint16_t *check);
1624 void nm_csum_tcpudp_ipv6(struct nm_ipv6hdr *ip6h, void *data,
1625                       size_t datalen, uint16_t *check);
1626 uint16_t nm_csum_fold(rawsum_t cur_sum);
1627
1628 void bdg_mismatch_datapath(struct netmap_vp_adapter *na,
1629                            struct netmap_vp_adapter *dst_na,
1630                            struct nm_bdg_fwd *ft_p, struct netmap_ring *ring,
1631                            u_int *j, u_int lim, u_int *howmany);
1632
1633 /* persistent virtual port routines */
1634 int nm_vi_persist(const char *, struct ifnet **);
1635 void nm_vi_detach(struct ifnet *);
1636 void nm_vi_init_index(void);
1637
1638 #endif /* _NET_NETMAP_KERN_H_ */