]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/dev/netmap/netmap_kern.h
MFV r329770: 9035 zfs: this statement may fall through
[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_VALE)
43 #define WITH_VALE
44 #endif
45 #if defined(CONFIG_NETMAP_PIPE)
46 #define WITH_PIPES
47 #endif
48 #if defined(CONFIG_NETMAP_MONITOR)
49 #define WITH_MONITOR
50 #endif
51 #if defined(CONFIG_NETMAP_GENERIC)
52 #define WITH_GENERIC
53 #endif
54 #if defined(CONFIG_NETMAP_PTNETMAP_GUEST)
55 #define WITH_PTNETMAP_GUEST
56 #endif
57 #if defined(CONFIG_NETMAP_PTNETMAP_HOST)
58 #define WITH_PTNETMAP_HOST
59 #endif
60 #if defined(CONFIG_NETMAP_SINK)
61 #define WITH_SINK
62 #endif
63
64 #elif defined (_WIN32)
65 #define WITH_VALE       // comment out to disable VALE support
66 #define WITH_PIPES
67 #define WITH_MONITOR
68 #define WITH_GENERIC
69
70 #else   /* neither linux nor windows */
71 #define WITH_VALE       // comment out to disable VALE support
72 #define WITH_PIPES
73 #define WITH_MONITOR
74 #define WITH_GENERIC
75 #define WITH_PTNETMAP_HOST      /* ptnetmap host support */
76 #define WITH_PTNETMAP_GUEST     /* ptnetmap guest support */
77
78 #endif
79
80 #if defined(__FreeBSD__)
81 #include <sys/selinfo.h>
82
83 #define likely(x)       __builtin_expect((long)!!(x), 1L)
84 #define unlikely(x)     __builtin_expect((long)!!(x), 0L)
85 #define __user
86
87 #define NM_LOCK_T       struct mtx      /* low level spinlock, used to protect queues */
88
89 #define NM_MTX_T        struct sx       /* OS-specific mutex (sleepable) */
90 #define NM_MTX_INIT(m)          sx_init(&(m), #m)
91 #define NM_MTX_DESTROY(m)       sx_destroy(&(m))
92 #define NM_MTX_LOCK(m)          sx_xlock(&(m))
93 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        sx_xunlock(&(m))
94 #define NM_MTX_ASSERT(m)        sx_assert(&(m), SA_XLOCKED)
95
96 #define NM_SELINFO_T    struct nm_selinfo
97 #define NM_SELRECORD_T  struct thread
98 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->m_pkthdr.len)
99 #define MBUF_TXQ(m)     ((m)->m_pkthdr.flowid)
100 #define MBUF_TRANSMIT(na, ifp, m)       ((na)->if_transmit(ifp, m))
101 #define GEN_TX_MBUF_IFP(m)      ((m)->m_pkthdr.rcvif)
102
103 #define NM_ATOMIC_T     volatile int    // XXX ?
104 /* atomic operations */
105 #include <machine/atomic.h>
106 #define NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(p)       (!atomic_cmpset_acq_int((p), 0, 1))
107 #define NM_ATOMIC_CLEAR(p)              atomic_store_rel_int((p), 0)
108
109 #if __FreeBSD_version >= 1100030
110 #define WNA(_ifp)       (_ifp)->if_netmap
111 #else /* older FreeBSD */
112 #define WNA(_ifp)       (_ifp)->if_pspare[0]
113 #endif /* older FreeBSD */
114
115 #if __FreeBSD_version >= 1100005
116 struct netmap_adapter *netmap_getna(if_t ifp);
117 #endif
118
119 #if __FreeBSD_version >= 1100027
120 #define MBUF_REFCNT(m)          ((m)->m_ext.ext_count)
121 #define SET_MBUF_REFCNT(m, x)   (m)->m_ext.ext_count = x
122 #else
123 #define MBUF_REFCNT(m)          ((m)->m_ext.ref_cnt ? *((m)->m_ext.ref_cnt) : -1)
124 #define SET_MBUF_REFCNT(m, x)   *((m)->m_ext.ref_cnt) = x
125 #endif
126
127 #define MBUF_QUEUED(m)          1
128
129 struct nm_selinfo {
130         struct selinfo si;
131         struct mtx m;
132 };
133
134
135 // XXX linux struct, not used in FreeBSD
136 struct net_device_ops {
137 };
138 struct ethtool_ops {
139 };
140 struct hrtimer {
141 };
142 #define NM_BNS_GET(b)
143 #define NM_BNS_PUT(b)
144
145 #elif defined (linux)
146
147 #define NM_LOCK_T       safe_spinlock_t // see bsd_glue.h
148 #define NM_SELINFO_T    wait_queue_head_t
149 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->len)
150 #define MBUF_TRANSMIT(na, ifp, m)                                                       \
151         ({                                                                              \
152                 /* Avoid infinite recursion with generic. */                            \
153                 m->priority = NM_MAGIC_PRIORITY_TX;                                     \
154                 (((struct net_device_ops *)(na)->if_transmit)->ndo_start_xmit(m, ifp)); \
155                 0;                                                                      \
156         })
157
158 /* See explanation in nm_os_generic_xmit_frame. */
159 #define GEN_TX_MBUF_IFP(m)      ((struct ifnet *)skb_shinfo(m)->destructor_arg)
160
161 #define NM_ATOMIC_T     volatile long unsigned int
162
163 #define NM_MTX_T        struct mutex    /* OS-specific sleepable lock */
164 #define NM_MTX_INIT(m)  mutex_init(&(m))
165 #define NM_MTX_DESTROY(m)       do { (void)(m); } while (0)
166 #define NM_MTX_LOCK(m)          mutex_lock(&(m))
167 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        mutex_unlock(&(m))
168 #define NM_MTX_ASSERT(m)        mutex_is_locked(&(m))
169
170 #ifndef DEV_NETMAP
171 #define DEV_NETMAP
172 #endif /* DEV_NETMAP */
173
174 #elif defined (__APPLE__)
175
176 #warning apple support is incomplete.
177 #define likely(x)       __builtin_expect(!!(x), 1)
178 #define unlikely(x)     __builtin_expect(!!(x), 0)
179 #define NM_LOCK_T       IOLock *
180 #define NM_SELINFO_T    struct selinfo
181 #define MBUF_LEN(m)     ((m)->m_pkthdr.len)
182
183 #elif defined (_WIN32)
184 #include "../../../WINDOWS/win_glue.h"
185
186 #define NM_SELRECORD_T          IO_STACK_LOCATION
187 #define NM_SELINFO_T            win_SELINFO             // see win_glue.h
188 #define NM_LOCK_T               win_spinlock_t  // see win_glue.h
189 #define NM_MTX_T                KGUARDED_MUTEX  /* OS-specific mutex (sleepable) */
190
191 #define NM_MTX_INIT(m)          KeInitializeGuardedMutex(&m);
192 #define NM_MTX_DESTROY(m)       do { (void)(m); } while (0)
193 #define NM_MTX_LOCK(m)          KeAcquireGuardedMutex(&(m))
194 #define NM_MTX_UNLOCK(m)        KeReleaseGuardedMutex(&(m))
195 #define NM_MTX_ASSERT(m)        assert(&m.Count>0)
196
197 //These linknames are for the NDIS driver
198 #define NETMAP_NDIS_LINKNAME_STRING             L"\\DosDevices\\NMAPNDIS"
199 #define NETMAP_NDIS_NTDEVICE_STRING             L"\\Device\\NMAPNDIS"
200
201 //Definition of internal driver-to-driver ioctl codes
202 #define NETMAP_KERNEL_XCHANGE_POINTERS          _IO('i', 180)
203 #define NETMAP_KERNEL_SEND_SHUTDOWN_SIGNAL      _IO_direct('i', 195)
204
205 //Empty data structures are not permitted by MSVC compiler
206 //XXX_ale, try to solve this problem
207 struct net_device_ops{
208         char data[1];
209 };
210 typedef struct ethtool_ops{
211         char data[1];
212 };
213 typedef struct hrtimer{
214         KTIMER timer;
215         BOOLEAN active;
216         KDPC deferred_proc;
217 };
218
219 /* MSVC does not have likely/unlikely support */
220 #ifdef _MSC_VER
221 #define likely(x)       (x)
222 #define unlikely(x)     (x)
223 #else
224 #define likely(x)       __builtin_expect((long)!!(x), 1L)
225 #define unlikely(x)     __builtin_expect((long)!!(x), 0L)
226 #endif //_MSC_VER
227
228 #else
229
230 #error unsupported platform
231
232 #endif /* end - platform-specific code */
233
234 #ifndef _WIN32 /* support for emulated sysctl */
235 #define SYSBEGIN(x)
236 #define SYSEND
237 #endif /* _WIN32 */
238
239 #define NM_ACCESS_ONCE(x)       (*(volatile __typeof__(x) *)&(x))
240
241 #define NMG_LOCK_T              NM_MTX_T
242 #define NMG_LOCK_INIT()         NM_MTX_INIT(netmap_global_lock)
243 #define NMG_LOCK_DESTROY()      NM_MTX_DESTROY(netmap_global_lock)
244 #define NMG_LOCK()              NM_MTX_LOCK(netmap_global_lock)
245 #define NMG_UNLOCK()            NM_MTX_UNLOCK(netmap_global_lock)
246 #define NMG_LOCK_ASSERT()       NM_MTX_ASSERT(netmap_global_lock)
247
248 #if defined(__FreeBSD__)
249 #define nm_prerr        printf
250 #define nm_prinf        printf
251 #elif defined (_WIN32)
252 #define nm_prerr        DbgPrint
253 #define nm_prinf        DbgPrint
254 #elif defined(linux)
255 #define nm_prerr(fmt, arg...)    printk(KERN_ERR fmt, ##arg)
256 #define nm_prinf(fmt, arg...)    printk(KERN_INFO fmt, ##arg)
257 #endif
258
259 #define ND(format, ...)
260 #define D(format, ...)                                          \
261         do {                                                    \
262                 struct timeval __xxts;                          \
263                 microtime(&__xxts);                             \
264                 nm_prerr("%03d.%06d [%4d] %-25s " format "\n",  \
265                 (int)__xxts.tv_sec % 1000, (int)__xxts.tv_usec, \
266                 __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__);         \
267         } while (0)
268
269 /* rate limited, lps indicates how many per second */
270 #define RD(lps, format, ...)                                    \
271         do {                                                    \
272                 static int t0, __cnt;                           \
273                 if (t0 != time_second) {                        \
274                         t0 = time_second;                       \
275                         __cnt = 0;                              \
276                 }                                               \
277                 if (__cnt++ < lps)                              \
278                         D(format, ##__VA_ARGS__);               \
279         } while (0)
280
281 struct netmap_adapter;
282 struct nm_bdg_fwd;
283 struct nm_bridge;
284 struct netmap_priv_d;
285
286 /* os-specific NM_SELINFO_T initialzation/destruction functions */
287 void nm_os_selinfo_init(NM_SELINFO_T *);
288 void nm_os_selinfo_uninit(NM_SELINFO_T *);
289
290 const char *nm_dump_buf(char *p, int len, int lim, char *dst);
291
292 void nm_os_selwakeup(NM_SELINFO_T *si);
293 void nm_os_selrecord(NM_SELRECORD_T *sr, NM_SELINFO_T *si);
294
295 int nm_os_ifnet_init(void);
296 void nm_os_ifnet_fini(void);
297 void nm_os_ifnet_lock(void);
298 void nm_os_ifnet_unlock(void);
299
300 void nm_os_get_module(void);
301 void nm_os_put_module(void);
302
303 void netmap_make_zombie(struct ifnet *);
304 void netmap_undo_zombie(struct ifnet *);
305
306 /* os independent alloc/realloc/free */
307 void *nm_os_malloc(size_t);
308 void *nm_os_realloc(void *, size_t new_size, size_t old_size);
309 void nm_os_free(void *);
310
311 /* passes a packet up to the host stack.
312  * If the packet is sent (or dropped) immediately it returns NULL,
313  * otherwise it links the packet to prev and returns m.
314  * In this case, a final call with m=NULL and prev != NULL will send up
315  * the entire chain to the host stack.
316  */
317 void *nm_os_send_up(struct ifnet *, struct mbuf *m, struct mbuf *prev);
318
319 int nm_os_mbuf_has_offld(struct mbuf *m);
320
321 #include "netmap_mbq.h"
322
323 extern NMG_LOCK_T       netmap_global_lock;
324
325 enum txrx { NR_RX = 0, NR_TX = 1, NR_TXRX };
326
327 static __inline const char*
328 nm_txrx2str(enum txrx t)
329 {
330         return (t== NR_RX ? "RX" : "TX");
331 }
332
333 static __inline enum txrx
334 nm_txrx_swap(enum txrx t)
335 {
336         return (t== NR_RX ? NR_TX : NR_RX);
337 }
338
339 #define for_rx_tx(t)    for ((t) = 0; (t) < NR_TXRX; (t)++)
340
341 #ifdef WITH_MONITOR
342 struct netmap_zmon_list {
343         struct netmap_kring *next;
344         struct netmap_kring *prev;
345 };
346 #endif /* WITH_MONITOR */
347
348 /*
349  * private, kernel view of a ring. Keeps track of the status of
350  * a ring across system calls.
351  *
352  *      nr_hwcur        index of the next buffer to refill.
353  *                      It corresponds to ring->head
354  *                      at the time the system call returns.
355  *
356  *      nr_hwtail       index of the first buffer owned by the kernel.
357  *                      On RX, hwcur->hwtail are receive buffers
358  *                      not yet released. hwcur is advanced following
359  *                      ring->head, hwtail is advanced on incoming packets,
360  *                      and a wakeup is generated when hwtail passes ring->cur
361  *                          On TX, hwcur->rcur have been filled by the sender
362  *                      but not sent yet to the NIC; rcur->hwtail are available
363  *                      for new transmissions, and hwtail->hwcur-1 are pending
364  *                      transmissions not yet acknowledged.
365  *
366  * The indexes in the NIC and netmap rings are offset by nkr_hwofs slots.
367  * This is so that, on a reset, buffers owned by userspace are not
368  * modified by the kernel. In particular:
369  * RX rings: the next empty buffer (hwtail + hwofs) coincides with
370  *      the next empty buffer as known by the hardware (next_to_check or so).
371  * TX rings: hwcur + hwofs coincides with next_to_send
372  *
373  * For received packets, slot->flags is set to nkr_slot_flags
374  * so we can provide a proper initial value (e.g. set NS_FORWARD
375  * when operating in 'transparent' mode).
376  *
377  * The following fields are used to implement lock-free copy of packets
378  * from input to output ports in VALE switch:
379  *      nkr_hwlease     buffer after the last one being copied.
380  *                      A writer in nm_bdg_flush reserves N buffers
381  *                      from nr_hwlease, advances it, then does the
382  *                      copy outside the lock.
383  *                      In RX rings (used for VALE ports),
384  *                      nkr_hwtail <= nkr_hwlease < nkr_hwcur+N-1
385  *                      In TX rings (used for NIC or host stack ports)
386  *                      nkr_hwcur <= nkr_hwlease < nkr_hwtail
387  *      nkr_leases      array of nkr_num_slots where writers can report
388  *                      completion of their block. NR_NOSLOT (~0) indicates
389  *                      that the writer has not finished yet
390  *      nkr_lease_idx   index of next free slot in nr_leases, to be assigned
391  *
392  * The kring is manipulated by txsync/rxsync and generic netmap function.
393  *
394  * Concurrent rxsync or txsync on the same ring are prevented through
395  * by nm_kr_(try)lock() which in turn uses nr_busy. This is all we need
396  * for NIC rings, and for TX rings attached to the host stack.
397  *
398  * RX rings attached to the host stack use an mbq (rx_queue) on both
399  * rxsync_from_host() and netmap_transmit(). The mbq is protected
400  * by its internal lock.
401  *
402  * RX rings attached to the VALE switch are accessed by both senders
403  * and receiver. They are protected through the q_lock on the RX ring.
404  */
405 struct netmap_kring {
406         struct netmap_ring      *ring;
407
408         uint32_t        nr_hwcur;
409         uint32_t        nr_hwtail;
410
411         /*
412          * Copies of values in user rings, so we do not need to look
413          * at the ring (which could be modified). These are set in the
414          * *sync_prologue()/finalize() routines.
415          */
416         uint32_t        rhead;
417         uint32_t        rcur;
418         uint32_t        rtail;
419
420         uint32_t        nr_kflags;      /* private driver flags */
421 #define NKR_PENDINTR    0x1             // Pending interrupt.
422 #define NKR_EXCLUSIVE   0x2             /* exclusive binding */
423 #define NKR_FORWARD     0x4             /* (host ring only) there are
424                                            packets to forward
425                                          */
426 #define NKR_NEEDRING    0x8             /* ring needed even if users==0
427                                          * (used internally by pipes and
428                                          *  by ptnetmap host ports)
429                                          */
430
431         uint32_t        nr_mode;
432         uint32_t        nr_pending_mode;
433 #define NKR_NETMAP_OFF  0x0
434 #define NKR_NETMAP_ON   0x1
435
436         uint32_t        nkr_num_slots;
437
438         /*
439          * On a NIC reset, the NIC ring indexes may be reset but the
440          * indexes in the netmap rings remain the same. nkr_hwofs
441          * keeps track of the offset between the two.
442          */
443         int32_t         nkr_hwofs;
444
445         uint16_t        nkr_slot_flags; /* initial value for flags */
446
447         /* last_reclaim is opaque marker to help reduce the frequency
448          * of operations such as reclaiming tx buffers. A possible use
449          * is set it to ticks and do the reclaim only once per tick.
450          */
451         uint64_t        last_reclaim;
452
453
454         NM_SELINFO_T    si;             /* poll/select wait queue */
455         NM_LOCK_T       q_lock;         /* protects kring and ring. */
456         NM_ATOMIC_T     nr_busy;        /* prevent concurrent syscalls */
457
458         struct netmap_adapter *na;
459
460         /* The following fields are for VALE switch support */
461         struct nm_bdg_fwd *nkr_ft;
462         uint32_t        *nkr_leases;
463 #define NR_NOSLOT       ((uint32_t)~0)  /* used in nkr_*lease* */
464         uint32_t        nkr_hwlease;
465         uint32_t        nkr_lease_idx;
466
467         /* while nkr_stopped is set, no new [tr]xsync operations can
468          * be started on this kring.
469          * This is used by netmap_disable_all_rings()
470          * to find a synchronization point where critical data
471          * structures pointed to by the kring can be added or removed
472          */
473         volatile int nkr_stopped;
474
475         /* Support for adapters without native netmap support.
476          * On tx rings we preallocate an array of tx buffers
477          * (same size as the netmap ring), on rx rings we
478          * store incoming mbufs in a queue that is drained by
479          * a rxsync.
480          */
481         struct mbuf     **tx_pool;
482         struct mbuf     *tx_event;      /* TX event used as a notification */
483         NM_LOCK_T       tx_event_lock;  /* protects the tx_event mbuf */
484         struct mbq      rx_queue;       /* intercepted rx mbufs. */
485
486         uint32_t        users;          /* existing bindings for this ring */
487
488         uint32_t        ring_id;        /* kring identifier */
489         enum txrx       tx;             /* kind of ring (tx or rx) */
490         char name[64];                  /* diagnostic */
491
492         /* [tx]sync callback for this kring.
493          * The default nm_kring_create callback (netmap_krings_create)
494          * sets the nm_sync callback of each hardware tx(rx) kring to
495          * the corresponding nm_txsync(nm_rxsync) taken from the
496          * netmap_adapter; moreover, it sets the sync callback
497          * of the host tx(rx) ring to netmap_txsync_to_host
498          * (netmap_rxsync_from_host).
499          *
500          * Overrides: the above configuration is not changed by
501          * any of the nm_krings_create callbacks.
502          */
503         int (*nm_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
504         int (*nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
505
506 #ifdef WITH_PIPES
507         struct netmap_kring *pipe;      /* if this is a pipe ring,
508                                          * pointer to the other end
509                                          */
510 #endif /* WITH_PIPES */
511
512 #ifdef WITH_VALE
513         int (*save_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
514 #endif
515
516 #ifdef WITH_MONITOR
517         /* array of krings that are monitoring this kring */
518         struct netmap_kring **monitors;
519         uint32_t max_monitors; /* current size of the monitors array */
520         uint32_t n_monitors;    /* next unused entry in the monitor array */
521         uint32_t mon_pos[NR_TXRX]; /* index of this ring in the monitored ring array */
522         uint32_t mon_tail;  /* last seen slot on rx */
523
524         /* circular list of zero-copy monitors */
525         struct netmap_zmon_list zmon_list[NR_TXRX];
526
527         /*
528          * Monitors work by intercepting the sync and notify callbacks of the
529          * monitored krings. This is implemented by replacing the pointers
530          * above and saving the previous ones in mon_* pointers below
531          */
532         int (*mon_sync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
533         int (*mon_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
534
535 #endif
536 }
537 #ifdef _WIN32
538 __declspec(align(64));
539 #else
540 __attribute__((__aligned__(64)));
541 #endif
542
543 /* return 1 iff the kring needs to be turned on */
544 static inline int
545 nm_kring_pending_on(struct netmap_kring *kring)
546 {
547         return kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_ON &&
548                kring->nr_mode == NKR_NETMAP_OFF;
549 }
550
551 /* return 1 iff the kring needs to be turned off */
552 static inline int
553 nm_kring_pending_off(struct netmap_kring *kring)
554 {
555         return kring->nr_pending_mode == NKR_NETMAP_OFF &&
556                kring->nr_mode == NKR_NETMAP_ON;
557 }
558
559 /* return the next index, with wraparound */
560 static inline uint32_t
561 nm_next(uint32_t i, uint32_t lim)
562 {
563         return unlikely (i == lim) ? 0 : i + 1;
564 }
565
566
567 /* return the previous index, with wraparound */
568 static inline uint32_t
569 nm_prev(uint32_t i, uint32_t lim)
570 {
571         return unlikely (i == 0) ? lim : i - 1;
572 }
573
574
575 /*
576  *
577  * Here is the layout for the Rx and Tx rings.
578
579        RxRING                            TxRING
580
581       +-----------------+            +-----------------+
582       |                 |            |                 |
583       |XXX free slot XXX|            |XXX free slot XXX|
584       +-----------------+            +-----------------+
585 head->| owned by user   |<-hwcur     | not sent to nic |<-hwcur
586       |                 |            | yet             |
587       +-----------------+            |                 |
588  cur->| available to    |            |                 |
589       | user, not read  |            +-----------------+
590       | yet             |       cur->| (being          |
591       |                 |            |  prepared)      |
592       |                 |            |                 |
593       +-----------------+            +     ------      +
594 tail->|                 |<-hwtail    |                 |<-hwlease
595       | (being          | ...        |                 | ...
596       |  prepared)      | ...        |                 | ...
597       +-----------------+ ...        |                 | ...
598       |                 |<-hwlease   +-----------------+
599       |                 |      tail->|                 |<-hwtail
600       |                 |            |                 |
601       |                 |            |                 |
602       |                 |            |                 |
603       +-----------------+            +-----------------+
604
605  * The cur/tail (user view) and hwcur/hwtail (kernel view)
606  * are used in the normal operation of the card.
607  *
608  * When a ring is the output of a switch port (Rx ring for
609  * a VALE port, Tx ring for the host stack or NIC), slots
610  * are reserved in blocks through 'hwlease' which points
611  * to the next unused slot.
612  * On an Rx ring, hwlease is always after hwtail,
613  * and completions cause hwtail to advance.
614  * On a Tx ring, hwlease is always between cur and hwtail,
615  * and completions cause cur to advance.
616  *
617  * nm_kr_space() returns the maximum number of slots that
618  * can be assigned.
619  * nm_kr_lease() reserves the required number of buffers,
620  *    advances nkr_hwlease and also returns an entry in
621  *    a circular array where completions should be reported.
622  */
623
624
625 struct netmap_lut {
626         struct lut_entry *lut;
627         uint32_t objtotal;      /* max buffer index */
628         uint32_t objsize;       /* buffer size */
629 };
630
631 struct netmap_vp_adapter; // forward
632
633 /*
634  * The "struct netmap_adapter" extends the "struct adapter"
635  * (or equivalent) device descriptor.
636  * It contains all base fields needed to support netmap operation.
637  * There are in fact different types of netmap adapters
638  * (native, generic, VALE switch...) so a netmap_adapter is
639  * just the first field in the derived type.
640  */
641 struct netmap_adapter {
642         /*
643          * On linux we do not have a good way to tell if an interface
644          * is netmap-capable. So we always use the following trick:
645          * NA(ifp) points here, and the first entry (which hopefully
646          * always exists and is at least 32 bits) contains a magic
647          * value which we can use to detect that the interface is good.
648          */
649         uint32_t magic;
650         uint32_t na_flags;      /* enabled, and other flags */
651 #define NAF_SKIP_INTR   1       /* use the regular interrupt handler.
652                                  * useful during initialization
653                                  */
654 #define NAF_SW_ONLY     2       /* forward packets only to sw adapter */
655 #define NAF_BDG_MAYSLEEP 4      /* the bridge is allowed to sleep when
656                                  * forwarding packets coming from this
657                                  * interface
658                                  */
659 #define NAF_MEM_OWNER   8       /* the adapter uses its own memory area
660                                  * that cannot be changed
661                                  */
662 #define NAF_NATIVE      16      /* the adapter is native.
663                                  * Virtual ports (non persistent vale ports,
664                                  * pipes, monitors...) should never use
665                                  * this flag.
666                                  */
667 #define NAF_NETMAP_ON   32      /* netmap is active (either native or
668                                  * emulated). Where possible (e.g. FreeBSD)
669                                  * IFCAP_NETMAP also mirrors this flag.
670                                  */
671 #define NAF_HOST_RINGS  64      /* the adapter supports the host rings */
672 #define NAF_FORCE_NATIVE 128    /* the adapter is always NATIVE */
673 #define NAF_PTNETMAP_HOST 256   /* the adapter supports ptnetmap in the host */
674 #define NAF_ZOMBIE      (1U<<30) /* the nic driver has been unloaded */
675 #define NAF_BUSY        (1U<<31) /* the adapter is used internally and
676                                   * cannot be registered from userspace
677                                   */
678         int active_fds; /* number of user-space descriptors using this
679                          interface, which is equal to the number of
680                          struct netmap_if objs in the mapped region. */
681
682         u_int num_rx_rings; /* number of adapter receive rings */
683         u_int num_tx_rings; /* number of adapter transmit rings */
684
685         u_int num_tx_desc;  /* number of descriptor in each queue */
686         u_int num_rx_desc;
687
688         /* tx_rings and rx_rings are private but allocated
689          * as a contiguous chunk of memory. Each array has
690          * N+1 entries, for the adapter queues and for the host queue.
691          */
692         struct netmap_kring *tx_rings; /* array of TX rings. */
693         struct netmap_kring *rx_rings; /* array of RX rings. */
694
695         void *tailroom;                /* space below the rings array */
696                                        /* (used for leases) */
697
698
699         NM_SELINFO_T si[NR_TXRX];       /* global wait queues */
700
701         /* count users of the global wait queues */
702         int si_users[NR_TXRX];
703
704         void *pdev; /* used to store pci device */
705
706         /* copy of if_qflush and if_transmit pointers, to intercept
707          * packets from the network stack when netmap is active.
708          */
709         int     (*if_transmit)(struct ifnet *, struct mbuf *);
710
711         /* copy of if_input for netmap_send_up() */
712         void     (*if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
713
714         /* references to the ifnet and device routines, used by
715          * the generic netmap functions.
716          */
717         struct ifnet *ifp; /* adapter is ifp->if_softc */
718
719         /*---- callbacks for this netmap adapter -----*/
720         /*
721          * nm_dtor() is the cleanup routine called when destroying
722          *      the adapter.
723          *      Called with NMG_LOCK held.
724          *
725          * nm_register() is called on NIOCREGIF and close() to enter
726          *      or exit netmap mode on the NIC
727          *      Called with NNG_LOCK held.
728          *
729          * nm_txsync() pushes packets to the underlying hw/switch
730          *
731          * nm_rxsync() collects packets from the underlying hw/switch
732          *
733          * nm_config() returns configuration information from the OS
734          *      Called with NMG_LOCK held.
735          *
736          * nm_krings_create() create and init the tx_rings and
737          *      rx_rings arrays of kring structures. In particular,
738          *      set the nm_sync callbacks for each ring.
739          *      There is no need to also allocate the corresponding
740          *      netmap_rings, since netmap_mem_rings_create() will always
741          *      be called to provide the missing ones.
742          *      Called with NNG_LOCK held.
743          *
744          * nm_krings_delete() cleanup and delete the tx_rings and rx_rings
745          *      arrays
746          *      Called with NMG_LOCK held.
747          *
748          * nm_notify() is used to act after data have become available
749          *      (or the stopped state of the ring has changed)
750          *      For hw devices this is typically a selwakeup(),
751          *      but for NIC/host ports attached to a switch (or vice-versa)
752          *      we also need to invoke the 'txsync' code downstream.
753          *      This callback pointer is actually used only to initialize
754          *      kring->nm_notify.
755          *      Return values are the same as for netmap_rx_irq().
756          */
757         void (*nm_dtor)(struct netmap_adapter *);
758
759         int (*nm_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
760         void (*nm_intr)(struct netmap_adapter *, int onoff);
761
762         int (*nm_txsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
763         int (*nm_rxsync)(struct netmap_kring *kring, int flags);
764         int (*nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
765 #define NAF_FORCE_READ      1
766 #define NAF_FORCE_RECLAIM   2
767 #define NAF_CAN_FORWARD_DOWN 4
768         /* return configuration information */
769         int (*nm_config)(struct netmap_adapter *,
770                 u_int *txr, u_int *txd, u_int *rxr, u_int *rxd);
771         int (*nm_krings_create)(struct netmap_adapter *);
772         void (*nm_krings_delete)(struct netmap_adapter *);
773 #ifdef WITH_VALE
774         /*
775          * nm_bdg_attach() initializes the na_vp field to point
776          *      to an adapter that can be attached to a VALE switch. If the
777          *      current adapter is already a VALE port, na_vp is simply a cast;
778          *      otherwise, na_vp points to a netmap_bwrap_adapter.
779          *      If applicable, this callback also initializes na_hostvp,
780          *      that can be used to connect the adapter host rings to the
781          *      switch.
782          *      Called with NMG_LOCK held.
783          *
784          * nm_bdg_ctl() is called on the actual attach/detach to/from
785          *      to/from the switch, to perform adapter-specific
786          *      initializations
787          *      Called with NMG_LOCK held.
788          */
789         int (*nm_bdg_attach)(const char *bdg_name, struct netmap_adapter *);
790         int (*nm_bdg_ctl)(struct netmap_adapter *, struct nmreq *, int);
791
792         /* adapter used to attach this adapter to a VALE switch (if any) */
793         struct netmap_vp_adapter *na_vp;
794         /* adapter used to attach the host rings of this adapter
795          * to a VALE switch (if any) */
796         struct netmap_vp_adapter *na_hostvp;
797 #endif
798
799         /* standard refcount to control the lifetime of the adapter
800          * (it should be equal to the lifetime of the corresponding ifp)
801          */
802         int na_refcount;
803
804         /* memory allocator (opaque)
805          * We also cache a pointer to the lut_entry for translating
806          * buffer addresses, the total number of buffers and the buffer size.
807          */
808         struct netmap_mem_d *nm_mem;
809         struct netmap_lut na_lut;
810
811         /* additional information attached to this adapter
812          * by other netmap subsystems. Currently used by
813          * bwrap, LINUX/v1000 and ptnetmap
814          */
815         void *na_private;
816
817         /* array of pipes that have this adapter as a parent */
818         struct netmap_pipe_adapter **na_pipes;
819         int na_next_pipe;       /* next free slot in the array */
820         int na_max_pipes;       /* size of the array */
821
822         /* Offset of ethernet header for each packet. */
823         u_int virt_hdr_len;
824
825         char name[64];
826 };
827
828 static __inline u_int
829 nma_get_ndesc(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
830 {
831         return (t == NR_TX ? na->num_tx_desc : na->num_rx_desc);
832 }
833
834 static __inline void
835 nma_set_ndesc(struct netmap_adapter *na, enum txrx t, u_int v)
836 {
837         if (t == NR_TX)
838                 na->num_tx_desc = v;
839         else
840                 na->num_rx_desc = v;
841 }
842
843 static __inline u_int
844 nma_get_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
845 {
846         return (t == NR_TX ? na->num_tx_rings : na->num_rx_rings);
847 }
848
849 static __inline void
850 nma_set_nrings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t, u_int v)
851 {
852         if (t == NR_TX)
853                 na->num_tx_rings = v;
854         else
855                 na->num_rx_rings = v;
856 }
857
858 static __inline struct netmap_kring*
859 NMR(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
860 {
861         return (t == NR_TX ? na->tx_rings : na->rx_rings);
862 }
863
864 /*
865  * If the NIC is owned by the kernel
866  * (i.e., bridge), neither another bridge nor user can use it;
867  * if the NIC is owned by a user, only users can share it.
868  * Evaluation must be done under NMG_LOCK().
869  */
870 #define NETMAP_OWNED_BY_KERN(na)        ((na)->na_flags & NAF_BUSY)
871 #define NETMAP_OWNED_BY_ANY(na) \
872         (NETMAP_OWNED_BY_KERN(na) || ((na)->active_fds > 0))
873
874 /*
875  * derived netmap adapters for various types of ports
876  */
877 struct netmap_vp_adapter {      /* VALE software port */
878         struct netmap_adapter up;
879
880         /*
881          * Bridge support:
882          *
883          * bdg_port is the port number used in the bridge;
884          * na_bdg points to the bridge this NA is attached to.
885          */
886         int bdg_port;
887         struct nm_bridge *na_bdg;
888         int retry;
889         int autodelete; /* remove the ifp on last reference */
890
891         /* Maximum Frame Size, used in bdg_mismatch_datapath() */
892         u_int mfs;
893         /* Last source MAC on this port */
894         uint64_t last_smac;
895 };
896
897
898 struct netmap_hw_adapter {      /* physical device */
899         struct netmap_adapter up;
900
901         struct net_device_ops nm_ndo;   // XXX linux only
902         struct ethtool_ops    nm_eto;   // XXX linux only
903         const struct ethtool_ops*   save_ethtool;
904
905         int (*nm_hw_register)(struct netmap_adapter *, int onoff);
906 };
907
908 #ifdef WITH_GENERIC
909 /* Mitigation support. */
910 struct nm_generic_mit {
911         struct hrtimer mit_timer;
912         int mit_pending;
913         int mit_ring_idx;  /* index of the ring being mitigated */
914         struct netmap_adapter *mit_na;  /* backpointer */
915 };
916
917 struct netmap_generic_adapter { /* emulated device */
918         struct netmap_hw_adapter up;
919
920         /* Pointer to a previously used netmap adapter. */
921         struct netmap_adapter *prev;
922
923         /* generic netmap adapters support:
924          * a net_device_ops struct overrides ndo_select_queue(),
925          * save_if_input saves the if_input hook (FreeBSD),
926          * mit implements rx interrupt mitigation,
927          */
928         struct net_device_ops generic_ndo;
929         void (*save_if_input)(struct ifnet *, struct mbuf *);
930
931         struct nm_generic_mit *mit;
932 #ifdef linux
933         netdev_tx_t (*save_start_xmit)(struct mbuf *, struct ifnet *);
934 #endif
935         /* Is the adapter able to use multiple RX slots to scatter
936          * each packet pushed up by the driver? */
937         int rxsg;
938
939         /* Is the transmission path controlled by a netmap-aware
940          * device queue (i.e. qdisc on linux)? */
941         int txqdisc;
942 };
943 #endif  /* WITH_GENERIC */
944
945 static __inline int
946 netmap_real_rings(struct netmap_adapter *na, enum txrx t)
947 {
948         return nma_get_nrings(na, t) + !!(na->na_flags & NAF_HOST_RINGS);
949 }
950
951 #ifdef WITH_VALE
952 struct nm_bdg_polling_state;
953 /*
954  * Bridge wrapper for non VALE ports attached to a VALE switch.
955  *
956  * The real device must already have its own netmap adapter (hwna).
957  * The bridge wrapper and the hwna adapter share the same set of
958  * netmap rings and buffers, but they have two separate sets of
959  * krings descriptors, with tx/rx meanings swapped:
960  *
961  *                                  netmap
962  *           bwrap     krings       rings      krings      hwna
963  *         +------+   +------+     +-----+    +------+   +------+
964  *         |tx_rings->|      |\   /|     |----|      |<-tx_rings|
965  *         |      |   +------+ \ / +-----+    +------+   |      |
966  *         |      |             X                        |      |
967  *         |      |            / \                       |      |
968  *         |      |   +------+/   \+-----+    +------+   |      |
969  *         |rx_rings->|      |     |     |----|      |<-rx_rings|
970  *         |      |   +------+     +-----+    +------+   |      |
971  *         +------+                                      +------+
972  *
973  * - packets coming from the bridge go to the brwap rx rings,
974  *   which are also the hwna tx rings.  The bwrap notify callback
975  *   will then complete the hwna tx (see netmap_bwrap_notify).
976  *
977  * - packets coming from the outside go to the hwna rx rings,
978  *   which are also the bwrap tx rings.  The (overwritten) hwna
979  *   notify method will then complete the bridge tx
980  *   (see netmap_bwrap_intr_notify).
981  *
982  *   The bridge wrapper may optionally connect the hwna 'host' rings
983  *   to the bridge. This is done by using a second port in the
984  *   bridge and connecting it to the 'host' netmap_vp_adapter
985  *   contained in the netmap_bwrap_adapter. The brwap host adapter
986  *   cross-links the hwna host rings in the same way as shown above.
987  *
988  * - packets coming from the bridge and directed to the host stack
989  *   are handled by the bwrap host notify callback
990  *   (see netmap_bwrap_host_notify)
991  *
992  * - packets coming from the host stack are still handled by the
993  *   overwritten hwna notify callback (netmap_bwrap_intr_notify),
994  *   but are diverted to the host adapter depending on the ring number.
995  *
996  */
997 struct netmap_bwrap_adapter {
998         struct netmap_vp_adapter up;
999         struct netmap_vp_adapter host;  /* for host rings */
1000         struct netmap_adapter *hwna;    /* the underlying device */
1001
1002         /*
1003          * When we attach a physical interface to the bridge, we
1004          * allow the controlling process to terminate, so we need
1005          * a place to store the n_detmap_priv_d data structure.
1006          * This is only done when physical interfaces
1007          * are attached to a bridge.
1008          */
1009         struct netmap_priv_d *na_kpriv;
1010         struct nm_bdg_polling_state *na_polling_state;
1011 };
1012 int netmap_bwrap_attach(const char *name, struct netmap_adapter *);
1013 int netmap_vi_create(struct nmreq *, int);
1014
1015 #else /* !WITH_VALE */
1016 #define netmap_vi_create(nmr, a) (EOPNOTSUPP)
1017 #endif /* WITH_VALE */
1018
1019 #ifdef WITH_PIPES
1020
1021 #define NM_MAXPIPES     64      /* max number of pipes per adapter */
1022
1023 struct netmap_pipe_adapter {
1024         struct netmap_adapter up;
1025
1026         u_int id;       /* pipe identifier */
1027         int role;       /* either NR_REG_PIPE_MASTER or NR_REG_PIPE_SLAVE */
1028
1029         struct netmap_adapter *parent; /* adapter that owns the memory */
1030         struct netmap_pipe_adapter *peer; /* the other end of the pipe */
1031         int peer_ref;           /* 1 iff we are holding a ref to the peer */
1032         struct ifnet *parent_ifp;       /* maybe null */
1033
1034         u_int parent_slot; /* index in the parent pipe array */
1035 };
1036
1037 #endif /* WITH_PIPES */
1038
1039
1040 /* return slots reserved to rx clients; used in drivers */
1041 static inline uint32_t
1042 nm_kr_rxspace(struct netmap_kring *k)
1043 {
1044         int space = k->nr_hwtail - k->nr_hwcur;
1045         if (space < 0)
1046                 space += k->nkr_num_slots;
1047         ND("preserving %d rx slots %d -> %d", space, k->nr_hwcur, k->nr_hwtail);
1048
1049         return space;
1050 }
1051
1052 /* return slots reserved to tx clients */
1053 #define nm_kr_txspace(_k) nm_kr_rxspace(_k)
1054
1055
1056 /* True if no space in the tx ring, only valid after txsync_prologue */
1057 static inline int
1058 nm_kr_txempty(struct netmap_kring *kring)
1059 {
1060         return kring->rcur == kring->nr_hwtail;
1061 }
1062
1063 /* True if no more completed slots in the rx ring, only valid after
1064  * rxsync_prologue */
1065 #define nm_kr_rxempty(_k)       nm_kr_txempty(_k)
1066
1067 /*
1068  * protect against multiple threads using the same ring.
1069  * also check that the ring has not been stopped or locked
1070  */
1071 #define NM_KR_BUSY      1       /* some other thread is syncing the ring */
1072 #define NM_KR_STOPPED   2       /* unbounded stop (ifconfig down or driver unload) */
1073 #define NM_KR_LOCKED    3       /* bounded, brief stop for mutual exclusion */
1074
1075
1076 /* release the previously acquired right to use the *sync() methods of the ring */
1077 static __inline void nm_kr_put(struct netmap_kring *kr)
1078 {
1079         NM_ATOMIC_CLEAR(&kr->nr_busy);
1080 }
1081
1082
1083 /* true if the ifp that backed the adapter has disappeared (e.g., the
1084  * driver has been unloaded)
1085  */
1086 static inline int nm_iszombie(struct netmap_adapter *na);
1087
1088 /* try to obtain exclusive right to issue the *sync() operations on the ring.
1089  * The right is obtained and must be later relinquished via nm_kr_put() if and
1090  * only if nm_kr_tryget() returns 0.
1091  * If can_sleep is 1 there are only two other possible outcomes:
1092  * - the function returns NM_KR_BUSY
1093  * - the function returns NM_KR_STOPPED and sets the POLLERR bit in *perr
1094  *   (if non-null)
1095  * In both cases the caller will typically skip the ring, possibly collecting
1096  * errors along the way.
1097  * If the calling context does not allow sleeping, the caller must pass 0 in can_sleep.
1098  * In the latter case, the function may also return NM_KR_LOCKED and leave *perr
1099  * untouched: ideally, the caller should try again at a later time.
1100  */
1101 static __inline int nm_kr_tryget(struct netmap_kring *kr, int can_sleep, int *perr)
1102 {
1103         int busy = 1, stopped;
1104         /* check a first time without taking the lock
1105          * to avoid starvation for nm_kr_get()
1106          */
1107 retry:
1108         stopped = kr->nkr_stopped;
1109         if (unlikely(stopped)) {
1110                 goto stop;
1111         }
1112         busy = NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(&kr->nr_busy);
1113         /* we should not return NM_KR_BUSY if the ring was
1114          * actually stopped, so check another time after
1115          * the barrier provided by the atomic operation
1116          */
1117         stopped = kr->nkr_stopped;
1118         if (unlikely(stopped)) {
1119                 goto stop;
1120         }
1121
1122         if (unlikely(nm_iszombie(kr->na))) {
1123                 stopped = NM_KR_STOPPED;
1124                 goto stop;
1125         }
1126
1127         return unlikely(busy) ? NM_KR_BUSY : 0;
1128
1129 stop:
1130         if (!busy)
1131                 nm_kr_put(kr);
1132         if (stopped == NM_KR_STOPPED) {
1133 /* if POLLERR is defined we want to use it to simplify netmap_poll().
1134  * Otherwise, any non-zero value will do.
1135  */
1136 #ifdef POLLERR
1137 #define NM_POLLERR POLLERR
1138 #else
1139 #define NM_POLLERR 1
1140 #endif /* POLLERR */
1141                 if (perr)
1142                         *perr |= NM_POLLERR;
1143 #undef NM_POLLERR
1144         } else if (can_sleep) {
1145                 tsleep(kr, 0, "NM_KR_TRYGET", 4);
1146                 goto retry;
1147         }
1148         return stopped;
1149 }
1150
1151 /* put the ring in the 'stopped' state and wait for the current user (if any) to
1152  * notice. stopped must be either NM_KR_STOPPED or NM_KR_LOCKED
1153  */
1154 static __inline void nm_kr_stop(struct netmap_kring *kr, int stopped)
1155 {
1156         kr->nkr_stopped = stopped;
1157         while (NM_ATOMIC_TEST_AND_SET(&kr->nr_busy))
1158                 tsleep(kr, 0, "NM_KR_GET", 4);
1159 }
1160
1161 /* restart a ring after a stop */
1162 static __inline void nm_kr_start(struct netmap_kring *kr)
1163 {
1164         kr->nkr_stopped = 0;
1165         nm_kr_put(kr);
1166 }
1167
1168
1169 /*
1170  * The following functions are used by individual drivers to
1171  * support netmap operation.
1172  *
1173  * netmap_attach() initializes a struct netmap_adapter, allocating the
1174  *      struct netmap_ring's and the struct selinfo.
1175  *
1176  * netmap_detach() frees the memory allocated by netmap_attach().
1177  *
1178  * netmap_transmit() replaces the if_transmit routine of the interface,
1179  *      and is used to intercept packets coming from the stack.
1180  *
1181  * netmap_load_map/netmap_reload_map are helper routines to set/reset
1182  *      the dmamap for a packet buffer
1183  *
1184  * netmap_reset() is a helper routine to be called in the hw driver
1185  *      when reinitializing a ring. It should not be called by
1186  *      virtual ports (vale, pipes, monitor)
1187  */
1188 int netmap_attach(struct netmap_adapter *);
1189 int netmap_attach_ext(struct netmap_adapter *, size_t size);
1190 void netmap_detach(struct ifnet *);
1191 int netmap_transmit(struct ifnet *, struct mbuf *);
1192 struct netmap_slot *netmap_reset(struct netmap_adapter *na,
1193         enum txrx tx, u_int n, u_int new_cur);
1194 int netmap_ring_reinit(struct netmap_kring *);
1195
1196 /* Return codes for netmap_*x_irq. */
1197 enum {
1198         /* Driver should do normal interrupt processing, e.g. because
1199          * the interface is not in netmap mode. */
1200         NM_IRQ_PASS = 0,
1201         /* Port is in netmap mode, and the interrupt work has been
1202          * completed. The driver does not have to notify netmap
1203          * again before the next interrupt. */
1204         NM_IRQ_COMPLETED = -1,
1205         /* Port is in netmap mode, but the interrupt work has not been
1206          * completed. The driver has to make sure netmap will be
1207          * notified again soon, even if no more interrupts come (e.g.
1208          * on Linux the driver should not call napi_complete()). */
1209         NM_IRQ_RESCHED = -2,
1210 };
1211
1212 /* default functions to handle rx/tx interrupts */
1213 int netmap_rx_irq(struct ifnet *, u_int, u_int *);
1214 #define netmap_tx_irq(_n, _q) netmap_rx_irq(_n, _q, NULL)
1215 int netmap_common_irq(struct netmap_adapter *, u_int, u_int *work_done);
1216
1217
1218 #ifdef WITH_VALE
1219 /* functions used by external modules to interface with VALE */
1220 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   ((_vp)->up.ifp)
1221 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  (NA(_ifp)->na_vp)
1222 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) (NA(_ifp)->na_hostvp)
1223 #define netmap_bdg_idx(_vp)     ((_vp)->bdg_port)
1224 const char *netmap_bdg_name(struct netmap_vp_adapter *);
1225 #else /* !WITH_VALE */
1226 #define netmap_vp_to_ifp(_vp)   NULL
1227 #define netmap_ifp_to_vp(_ifp)  NULL
1228 #define netmap_ifp_to_host_vp(_ifp) NULL
1229 #define netmap_bdg_idx(_vp)     -1
1230 #define netmap_bdg_name(_vp)    NULL
1231 #endif /* WITH_VALE */
1232
1233 static inline int
1234 nm_netmap_on(struct netmap_adapter *na)
1235 {
1236         return na && na->na_flags & NAF_NETMAP_ON;
1237 }
1238
1239 static inline int
1240 nm_native_on(struct netmap_adapter *na)
1241 {
1242         return nm_netmap_on(na) && (na->na_flags & NAF_NATIVE);
1243 }
1244
1245 static inline int
1246 nm_iszombie(struct netmap_adapter *na)
1247 {
1248         return na == NULL || (na->na_flags & NAF_ZOMBIE);
1249 }
1250
1251 static inline void
1252 nm_update_hostrings_mode(struct netmap_adapter *na)
1253 {
1254         /* Process nr_mode and nr_pending_mode for host rings. */
1255         na->tx_rings[na->num_tx_rings].nr_mode =
1256                 na->tx_rings[na->num_tx_rings].nr_pending_mode;
1257         na->rx_rings[na->num_rx_rings].nr_mode =
1258                 na->rx_rings[na->num_rx_rings].nr_pending_mode;
1259 }
1260
1261 /* set/clear native flags and if_transmit/netdev_ops */
1262 static inline void
1263 nm_set_native_flags(struct netmap_adapter *na)
1264 {
1265         struct ifnet *ifp = na->ifp;
1266
1267         /* We do the setup for intercepting packets only if we are the
1268          * first user of this adapapter. */
1269         if (na->active_fds > 0) {
1270                 return;
1271         }
1272
1273         na->na_flags |= NAF_NETMAP_ON;
1274 #ifdef IFCAP_NETMAP /* or FreeBSD ? */
1275         ifp->if_capenable |= IFCAP_NETMAP;
1276 #endif
1277 #if defined (__FreeBSD__)
1278         na->if_transmit = ifp->if_transmit;
1279         ifp->if_transmit = netmap_transmit;
1280 #elif defined (_WIN32)
1281         (void)ifp; /* prevent a warning */
1282         //XXX_ale can we just comment those?
1283         //na->if_transmit = ifp->if_transmit;
1284         //ifp->if_transmit = netmap_transmit;
1285 #else
1286         na->if_transmit = (void *)ifp->netdev_ops;
1287         ifp->netdev_ops = &((struct netmap_hw_adapter *)na)->nm_ndo;
1288         ((struct netmap_hw_adapter *)na)->save_ethtool = ifp->ethtool_ops;
1289         ifp->ethtool_ops = &((struct netmap_hw_adapter*)na)->nm_eto;
1290 #endif
1291         nm_update_hostrings_mode(na);
1292 }
1293
1294 static inline void
1295 nm_clear_native_flags(struct netmap_adapter *na)
1296 {
1297         struct ifnet *ifp = na->ifp;
1298
1299         /* We undo the setup for intercepting packets only if we are the
1300          * last user of this adapapter. */
1301         if (na->active_fds > 0) {
1302                 return;
1303         }
1304
1305         nm_update_hostrings_mode(na);
1306
1307 #if defined(__FreeBSD__)
1308         ifp->if_transmit = na->if_transmit;
1309 #elif defined(_WIN32)
1310         (void)ifp; /* prevent a warning */
1311         //XXX_ale can we just comment those?
1312         //ifp->if_transmit = na->if_transmit;
1313 #else
1314         ifp->netdev_ops = (void *)na->if_transmit;
1315         ifp->ethtool_ops = ((struct netmap_hw_adapter*)na)->save_ethtool;
1316 #endif
1317         na->na_flags &= ~NAF_NETMAP_ON;
1318 #ifdef IFCAP_NETMAP /* or FreeBSD ? */
1319         ifp->if_capenable &= ~IFCAP_NETMAP;
1320 #endif
1321 }
1322
1323 /*
1324  * nm_*sync_prologue() functions are used in ioctl/poll and ptnetmap
1325  * kthreads.
1326  * We need netmap_ring* parameter, because in ptnetmap it is decoupled
1327  * from host kring.
1328  * The user-space ring pointers (head/cur/tail) are shared through
1329  * CSB between host and guest.
1330  */
1331
1332 /*
1333  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head
1334  * If any error, returns ring_size to force a reinit.
1335  */
1336 uint32_t nm_txsync_prologue(struct netmap_kring *, struct netmap_ring *);
1337
1338
1339 /*
1340  * validates parameters in the ring/kring, returns a value for head
1341  * If any error, returns ring_size lim to force a reinit.
1342  */
1343 uint32_t nm_rxsync_prologue(struct netmap_kring *, struct netmap_ring *);
1344
1345
1346 /* check/fix address and len in tx rings */
1347 #if 1 /* debug version */
1348 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
1349         if (_a == NETMAP_BUF_BASE(_na) || _l > NETMAP_BUF_SIZE(_na)) {  \
1350                 RD(5, "bad addr/len ring %d slot %d idx %d len %d",     \
1351                         kring->ring_id, nm_i, slot->buf_idx, len);      \
1352                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1353                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1354         } } while (0)
1355 #else /* no debug version */
1356 #define NM_CHECK_ADDR_LEN(_na, _a, _l)  do {                            \
1357                 if (_l > NETMAP_BUF_SIZE(_na))                          \
1358                         _l = NETMAP_BUF_SIZE(_na);                      \
1359         } while (0)
1360 #endif
1361
1362
1363 /*---------------------------------------------------------------*/
1364 /*
1365  * Support routines used by netmap subsystems
1366  * (native drivers, VALE, generic, pipes, monitors, ...)
1367  */
1368
1369
1370 /* common routine for all functions that create a netmap adapter. It performs
1371  * two main tasks:
1372  * - if the na points to an ifp, mark the ifp as netmap capable
1373  *   using na as its native adapter;
1374  * - provide defaults for the setup callbacks and the memory allocator
1375  */
1376 int netmap_attach_common(struct netmap_adapter *);
1377 /* common actions to be performed on netmap adapter destruction */
1378 void netmap_detach_common(struct netmap_adapter *);
1379 /* fill priv->np_[tr]xq{first,last} using the ringid and flags information
1380  * coming from a struct nmreq
1381  */
1382 int netmap_interp_ringid(struct netmap_priv_d *priv, uint16_t ringid, uint32_t flags);
1383 /* update the ring parameters (number and size of tx and rx rings).
1384  * It calls the nm_config callback, if available.
1385  */
1386 int netmap_update_config(struct netmap_adapter *na);
1387 /* create and initialize the common fields of the krings array.
1388  * using the information that must be already available in the na.
1389  * tailroom can be used to request the allocation of additional
1390  * tailroom bytes after the krings array. This is used by
1391  * netmap_vp_adapter's (i.e., VALE ports) to make room for
1392  * leasing-related data structures
1393  */
1394 int netmap_krings_create(struct netmap_adapter *na, u_int tailroom);
1395 /* deletes the kring array of the adapter. The array must have
1396  * been created using netmap_krings_create
1397  */
1398 void netmap_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
1399
1400 int netmap_hw_krings_create(struct netmap_adapter *na);
1401 void netmap_hw_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
1402
1403 /* set the stopped/enabled status of ring
1404  * When stopping, they also wait for all current activity on the ring to
1405  * terminate. The status change is then notified using the na nm_notify
1406  * callback.
1407  */
1408 void netmap_set_ring(struct netmap_adapter *, u_int ring_id, enum txrx, int stopped);
1409 /* set the stopped/enabled status of all rings of the adapter. */
1410 void netmap_set_all_rings(struct netmap_adapter *, int stopped);
1411 /* convenience wrappers for netmap_set_all_rings */
1412 void netmap_disable_all_rings(struct ifnet *);
1413 void netmap_enable_all_rings(struct ifnet *);
1414
1415 int netmap_do_regif(struct netmap_priv_d *priv, struct netmap_adapter *na,
1416         uint16_t ringid, uint32_t flags);
1417 void netmap_do_unregif(struct netmap_priv_d *priv);
1418
1419 u_int nm_bound_var(u_int *v, u_int dflt, u_int lo, u_int hi, const char *msg);
1420 int netmap_get_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na,
1421                   struct ifnet **ifp, struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1422 void netmap_unget_na(struct netmap_adapter *na, struct ifnet *ifp);
1423 int netmap_get_hw_na(struct ifnet *ifp,
1424                 struct netmap_mem_d *nmd, struct netmap_adapter **na);
1425
1426
1427 #ifdef WITH_VALE
1428 /*
1429  * The following bridge-related functions are used by other
1430  * kernel modules.
1431  *
1432  * VALE only supports unicast or broadcast. The lookup
1433  * function can return 0 .. NM_BDG_MAXPORTS-1 for regular ports,
1434  * NM_BDG_MAXPORTS for broadcast, NM_BDG_MAXPORTS+1 for unknown.
1435  * XXX in practice "unknown" might be handled same as broadcast.
1436  */
1437 typedef u_int (*bdg_lookup_fn_t)(struct nm_bdg_fwd *ft, uint8_t *ring_nr,
1438                 struct netmap_vp_adapter *);
1439 typedef int (*bdg_config_fn_t)(struct nm_ifreq *);
1440 typedef void (*bdg_dtor_fn_t)(const struct netmap_vp_adapter *);
1441 struct netmap_bdg_ops {
1442         bdg_lookup_fn_t lookup;
1443         bdg_config_fn_t config;
1444         bdg_dtor_fn_t   dtor;
1445 };
1446
1447 u_int netmap_bdg_learning(struct nm_bdg_fwd *ft, uint8_t *dst_ring,
1448                 struct netmap_vp_adapter *);
1449
1450 #define NM_BRIDGES              8       /* number of bridges */
1451 #define NM_BDG_MAXPORTS         254     /* up to 254 */
1452 #define NM_BDG_BROADCAST        NM_BDG_MAXPORTS
1453 #define NM_BDG_NOPORT           (NM_BDG_MAXPORTS+1)
1454
1455 /* these are redefined in case of no VALE support */
1456 int netmap_get_bdg_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na,
1457                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1458 struct nm_bridge *netmap_init_bridges2(u_int);
1459 void netmap_uninit_bridges2(struct nm_bridge *, u_int);
1460 int netmap_init_bridges(void);
1461 void netmap_uninit_bridges(void);
1462 int netmap_bdg_ctl(struct nmreq *nmr, struct netmap_bdg_ops *bdg_ops);
1463 int netmap_bdg_config(struct nmreq *nmr);
1464
1465 #else /* !WITH_VALE */
1466 #define netmap_get_bdg_na(_1, _2, _3, _4)       0
1467 #define netmap_init_bridges(_1) 0
1468 #define netmap_uninit_bridges()
1469 #define netmap_bdg_ctl(_1, _2)  EINVAL
1470 #endif /* !WITH_VALE */
1471
1472 #ifdef WITH_PIPES
1473 /* max number of pipes per device */
1474 #define NM_MAXPIPES     64      /* XXX how many? */
1475 void netmap_pipe_dealloc(struct netmap_adapter *);
1476 int netmap_get_pipe_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na,
1477                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1478 #else /* !WITH_PIPES */
1479 #define NM_MAXPIPES     0
1480 #define netmap_pipe_alloc(_1, _2)       0
1481 #define netmap_pipe_dealloc(_1)
1482 #define netmap_get_pipe_na(nmr, _2, _3, _4)     \
1483         ({ int role__ = (nmr)->nr_flags & NR_REG_MASK; \
1484            (role__ == NR_REG_PIPE_MASTER ||            \
1485             role__ == NR_REG_PIPE_SLAVE) ? EOPNOTSUPP : 0; })
1486 #endif
1487
1488 #ifdef WITH_MONITOR
1489 int netmap_get_monitor_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na,
1490                 struct netmap_mem_d *nmd, int create);
1491 void netmap_monitor_stop(struct netmap_adapter *na);
1492 #else
1493 #define netmap_get_monitor_na(nmr, _2, _3, _4) \
1494         ((nmr)->nr_flags & (NR_MONITOR_TX | NR_MONITOR_RX) ? EOPNOTSUPP : 0)
1495 #endif
1496
1497 #ifdef CONFIG_NET_NS
1498 struct net *netmap_bns_get(void);
1499 void netmap_bns_put(struct net *);
1500 void netmap_bns_getbridges(struct nm_bridge **, u_int *);
1501 #else
1502 #define netmap_bns_get()
1503 #define netmap_bns_put(_1)
1504 #define netmap_bns_getbridges(b, n) \
1505         do { *b = nm_bridges; *n = NM_BRIDGES; } while (0)
1506 #endif
1507
1508 /* Various prototypes */
1509 int netmap_poll(struct netmap_priv_d *, int events, NM_SELRECORD_T *td);
1510 int netmap_init(void);
1511 void netmap_fini(void);
1512 int netmap_get_memory(struct netmap_priv_d* p);
1513 void netmap_dtor(void *data);
1514
1515 int netmap_ioctl(struct netmap_priv_d *priv, u_long cmd, caddr_t data, struct thread *);
1516
1517 /* netmap_adapter creation/destruction */
1518
1519 // #define NM_DEBUG_PUTGET 1
1520
1521 #ifdef NM_DEBUG_PUTGET
1522
1523 #define NM_DBG(f) __##f
1524
1525 void __netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1526
1527 #define netmap_adapter_get(na)                          \
1528         do {                                            \
1529                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1530                 D("getting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);       \
1531                 __netmap_adapter_get(__na);             \
1532         } while (0)
1533
1534 int __netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1535
1536 #define netmap_adapter_put(na)                          \
1537         ({                                              \
1538                 struct netmap_adapter *__na = na;       \
1539                 D("putting %p:%s (%d)", __na, (__na)->name, (__na)->na_refcount);       \
1540                 __netmap_adapter_put(__na);             \
1541         })
1542
1543 #else /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1544
1545 #define NM_DBG(f) f
1546 void netmap_adapter_get(struct netmap_adapter *na);
1547 int netmap_adapter_put(struct netmap_adapter *na);
1548
1549 #endif /* !NM_DEBUG_PUTGET */
1550
1551
1552 /*
1553  * module variables
1554  */
1555 #define NETMAP_BUF_BASE(_na)    ((_na)->na_lut.lut[0].vaddr)
1556 #define NETMAP_BUF_SIZE(_na)    ((_na)->na_lut.objsize)
1557 extern int netmap_no_pendintr;
1558 extern int netmap_mitigate;
1559 extern int netmap_verbose;              /* for debugging */
1560 enum {                                  /* verbose flags */
1561         NM_VERB_ON = 1,                 /* generic verbose */
1562         NM_VERB_HOST = 0x2,             /* verbose host stack */
1563         NM_VERB_RXSYNC = 0x10,          /* verbose on rxsync/txsync */
1564         NM_VERB_TXSYNC = 0x20,
1565         NM_VERB_RXINTR = 0x100,         /* verbose on rx/tx intr (driver) */
1566         NM_VERB_TXINTR = 0x200,
1567         NM_VERB_NIC_RXSYNC = 0x1000,    /* verbose on rx/tx intr (driver) */
1568         NM_VERB_NIC_TXSYNC = 0x2000,
1569 };
1570
1571 extern int netmap_txsync_retry;
1572 extern int netmap_flags;
1573 extern int netmap_generic_mit;
1574 extern int netmap_generic_ringsize;
1575 extern int netmap_generic_rings;
1576 extern int netmap_generic_txqdisc;
1577 extern int ptnetmap_tx_workers;
1578
1579 /*
1580  * NA returns a pointer to the struct netmap adapter from the ifp,
1581  * WNA is used to write it.
1582  */
1583 #define NA(_ifp)        ((struct netmap_adapter *)WNA(_ifp))
1584
1585 /*
1586  * On old versions of FreeBSD, NA(ifp) is a pspare. On linux we
1587  * overload another pointer in the netdev.
1588  *
1589  * We check if NA(ifp) is set and its first element has a related
1590  * magic value. The capenable is within the struct netmap_adapter.
1591  */
1592 #define NETMAP_MAGIC    0x52697a7a
1593
1594 #define NM_NA_VALID(ifp)        (NA(ifp) &&             \
1595         ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp) ^ NA(ifp)->magic) == NETMAP_MAGIC )
1596
1597 #define NM_ATTACH_NA(ifp, na) do {                                      \
1598         WNA(ifp) = na;                                                  \
1599         if (NA(ifp))                                                    \
1600                 NA(ifp)->magic =                                        \
1601                         ((uint32_t)(uintptr_t)NA(ifp)) ^ NETMAP_MAGIC;  \
1602 } while(0)
1603
1604 #define NM_IS_NATIVE(ifp)       (NM_NA_VALID(ifp) && NA(ifp)->nm_dtor == netmap_hw_dtor)
1605
1606 #if defined(__FreeBSD__)
1607
1608 /* Assigns the device IOMMU domain to an allocator.
1609  * Returns -ENOMEM in case the domain is different */
1610 #define nm_iommu_group_id(dev) (0)
1611
1612 /* Callback invoked by the dma machinery after a successful dmamap_load */
1613 static void netmap_dmamap_cb(__unused void *arg,
1614     __unused bus_dma_segment_t * segs, __unused int nseg, __unused int error)
1615 {
1616 }
1617
1618 /* bus_dmamap_load wrapper: call aforementioned function if map != NULL.
1619  * XXX can we do it without a callback ?
1620  */
1621 static inline void
1622 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1623         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1624 {
1625         if (map)
1626                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1627                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1628 }
1629
1630 static inline void
1631 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1632         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map)
1633 {
1634         if (map)
1635                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1636 }
1637
1638 /* update the map when a buffer changes. */
1639 static inline void
1640 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1641         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1642 {
1643         if (map) {
1644                 bus_dmamap_unload(tag, map);
1645                 bus_dmamap_load(tag, map, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1646                     netmap_dmamap_cb, NULL, BUS_DMA_NOWAIT);
1647         }
1648 }
1649
1650 #elif defined(_WIN32)
1651
1652 #else /* linux */
1653
1654 int nm_iommu_group_id(bus_dma_tag_t dev);
1655 #include <linux/dma-mapping.h>
1656
1657 static inline void
1658 netmap_load_map(struct netmap_adapter *na,
1659         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1660 {
1661         if (0 && map) {
1662                 *map = dma_map_single(na->pdev, buf, NETMAP_BUF_SIZE(na),
1663                                       DMA_BIDIRECTIONAL);
1664         }
1665 }
1666
1667 static inline void
1668 netmap_unload_map(struct netmap_adapter *na,
1669         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map)
1670 {
1671         u_int sz = NETMAP_BUF_SIZE(na);
1672
1673         if (*map) {
1674                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1675                                  DMA_BIDIRECTIONAL);
1676         }
1677 }
1678
1679 static inline void
1680 netmap_reload_map(struct netmap_adapter *na,
1681         bus_dma_tag_t tag, bus_dmamap_t map, void *buf)
1682 {
1683         u_int sz = NETMAP_BUF_SIZE(na);
1684
1685         if (*map) {
1686                 dma_unmap_single(na->pdev, *map, sz,
1687                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1688         }
1689
1690         *map = dma_map_single(na->pdev, buf, sz,
1691                                 DMA_BIDIRECTIONAL);
1692 }
1693
1694 /*
1695  * XXX How do we redefine these functions:
1696  *
1697  * on linux we need
1698  *      dma_map_single(&pdev->dev, virt_addr, len, direction)
1699  *      dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, phys_addr, len, direction
1700  * The len can be implicit (on netmap it is NETMAP_BUF_SIZE)
1701  * unfortunately the direction is not, so we need to change
1702  * something to have a cross API
1703  */
1704
1705 #if 0
1706         struct e1000_buffer *buffer_info =  &tx_ring->buffer_info[l];
1707         /* set time_stamp *before* dma to help avoid a possible race */
1708         buffer_info->time_stamp = jiffies;
1709         buffer_info->mapped_as_page = false;
1710         buffer_info->length = len;
1711         //buffer_info->next_to_watch = l;
1712         /* reload dma map */
1713         dma_unmap_single(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma,
1714                         NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1715         buffer_info->dma = dma_map_single(&adapter->pdev->dev,
1716                         addr, NETMAP_BUF_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
1717
1718         if (dma_mapping_error(&adapter->pdev->dev, buffer_info->dma)) {
1719                 D("dma mapping error");
1720                 /* goto dma_error; See e1000_put_txbuf() */
1721                 /* XXX reset */
1722         }
1723         tx_desc->buffer_addr = htole64(buffer_info->dma); //XXX
1724
1725 #endif
1726
1727 /*
1728  * The bus_dmamap_sync() can be one of wmb() or rmb() depending on direction.
1729  */
1730 #define bus_dmamap_sync(_a, _b, _c)
1731
1732 #endif /* linux */
1733
1734
1735 /*
1736  * functions to map NIC to KRING indexes (n2k) and vice versa (k2n)
1737  */
1738 static inline int
1739 netmap_idx_n2k(struct netmap_kring *kr, int idx)
1740 {
1741         int n = kr->nkr_num_slots;
1742         idx += kr->nkr_hwofs;
1743         if (idx < 0)
1744                 return idx + n;
1745         else if (idx < n)
1746                 return idx;
1747         else
1748                 return idx - n;
1749 }
1750
1751
1752 static inline int
1753 netmap_idx_k2n(struct netmap_kring *kr, int idx)
1754 {
1755         int n = kr->nkr_num_slots;
1756         idx -= kr->nkr_hwofs;
1757         if (idx < 0)
1758                 return idx + n;
1759         else if (idx < n)
1760                 return idx;
1761         else
1762                 return idx - n;
1763 }
1764
1765
1766 /* Entries of the look-up table. */
1767 struct lut_entry {
1768         void *vaddr;            /* virtual address. */
1769         vm_paddr_t paddr;       /* physical address. */
1770 };
1771
1772 struct netmap_obj_pool;
1773
1774 /*
1775  * NMB return the virtual address of a buffer (buffer 0 on bad index)
1776  * PNMB also fills the physical address
1777  */
1778 static inline void *
1779 NMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot)
1780 {
1781         struct lut_entry *lut = na->na_lut.lut;
1782         uint32_t i = slot->buf_idx;
1783         return (unlikely(i >= na->na_lut.objtotal)) ?
1784                 lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1785 }
1786
1787 static inline void *
1788 PNMB(struct netmap_adapter *na, struct netmap_slot *slot, uint64_t *pp)
1789 {
1790         uint32_t i = slot->buf_idx;
1791         struct lut_entry *lut = na->na_lut.lut;
1792         void *ret = (i >= na->na_lut.objtotal) ? lut[0].vaddr : lut[i].vaddr;
1793
1794 #ifndef _WIN32
1795         *pp = (i >= na->na_lut.objtotal) ? lut[0].paddr : lut[i].paddr;
1796 #else
1797         *pp = (i >= na->na_lut.objtotal) ? (uint64_t)lut[0].paddr.QuadPart : (uint64_t)lut[i].paddr.QuadPart;
1798 #endif
1799         return ret;
1800 }
1801
1802
1803 /*
1804  * Structure associated to each netmap file descriptor.
1805  * It is created on open and left unbound (np_nifp == NULL).
1806  * A successful NIOCREGIF will set np_nifp and the first few fields;
1807  * this is protected by a global lock (NMG_LOCK) due to low contention.
1808  *
1809  * np_refs counts the number of references to the structure: one for the fd,
1810  * plus (on FreeBSD) one for each active mmap which we track ourselves
1811  * (linux automatically tracks them, but FreeBSD does not).
1812  * np_refs is protected by NMG_LOCK.
1813  *
1814  * Read access to the structure is lock free, because ni_nifp once set
1815  * can only go to 0 when nobody is using the entry anymore. Readers
1816  * must check that np_nifp != NULL before using the other fields.
1817  */
1818 struct netmap_priv_d {
1819         struct netmap_if * volatile np_nifp;    /* netmap if descriptor. */
1820
1821         struct netmap_adapter   *np_na;
1822         struct ifnet    *np_ifp;
1823         uint32_t        np_flags;       /* from the ioctl */
1824         u_int           np_qfirst[NR_TXRX],
1825                         np_qlast[NR_TXRX]; /* range of tx/rx rings to scan */
1826         uint16_t        np_txpoll;      /* XXX and also np_rxpoll ? */
1827         int             np_sync_flags; /* to be passed to nm_sync */
1828
1829         int             np_refs;        /* use with NMG_LOCK held */
1830
1831         /* pointers to the selinfo to be used for selrecord.
1832          * Either the local or the global one depending on the
1833          * number of rings.
1834          */
1835         NM_SELINFO_T *np_si[NR_TXRX];
1836         struct thread   *np_td;         /* kqueue, just debugging */
1837 };
1838
1839 struct netmap_priv_d *netmap_priv_new(void);
1840 void netmap_priv_delete(struct netmap_priv_d *);
1841
1842 static inline int nm_kring_pending(struct netmap_priv_d *np)
1843 {
1844         struct netmap_adapter *na = np->np_na;
1845         enum txrx t;
1846         int i;
1847
1848         for_rx_tx(t) {
1849                 for (i = np->np_qfirst[t]; i < np->np_qlast[t]; i++) {
1850                         struct netmap_kring *kring = &NMR(na, t)[i];
1851                         if (kring->nr_mode != kring->nr_pending_mode) {
1852                                 return 1;
1853                         }
1854                 }
1855         }
1856         return 0;
1857 }
1858
1859 #ifdef WITH_PIPES
1860 int netmap_pipe_txsync(struct netmap_kring *txkring, int flags);
1861 int netmap_pipe_rxsync(struct netmap_kring *rxkring, int flags);
1862 #endif /* WITH_PIPES */
1863
1864 #ifdef WITH_MONITOR
1865
1866 struct netmap_monitor_adapter {
1867         struct netmap_adapter up;
1868
1869         struct netmap_priv_d priv;
1870         uint32_t flags;
1871 };
1872
1873 #endif /* WITH_MONITOR */
1874
1875
1876 #ifdef WITH_GENERIC
1877 /*
1878  * generic netmap emulation for devices that do not have
1879  * native netmap support.
1880  */
1881 int generic_netmap_attach(struct ifnet *ifp);
1882 int generic_rx_handler(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m);;
1883
1884 int nm_os_catch_rx(struct netmap_generic_adapter *gna, int intercept);
1885 int nm_os_catch_tx(struct netmap_generic_adapter *gna, int intercept);
1886
1887 int na_is_generic(struct netmap_adapter *na);
1888
1889 /*
1890  * the generic transmit routine is passed a structure to optionally
1891  * build a queue of descriptors, in an OS-specific way.
1892  * The payload is at addr, if non-null, and the routine should send or queue
1893  * the packet, returning 0 if successful, 1 on failure.
1894  *
1895  * At the end, if head is non-null, there will be an additional call
1896  * to the function with addr = NULL; this should tell the OS-specific
1897  * routine to send the queue and free any resources. Failure is ignored.
1898  */
1899 struct nm_os_gen_arg {
1900         struct ifnet *ifp;
1901         void *m;        /* os-specific mbuf-like object */
1902         void *head, *tail; /* tailq, if the OS-specific routine needs to build one */
1903         void *addr;     /* payload of current packet */
1904         u_int len;      /* packet length */
1905         u_int ring_nr;  /* packet length */
1906         u_int qevent;   /* in txqdisc mode, place an event on this mbuf */
1907 };
1908
1909 int nm_os_generic_xmit_frame(struct nm_os_gen_arg *);
1910 int nm_os_generic_find_num_desc(struct ifnet *ifp, u_int *tx, u_int *rx);
1911 void nm_os_generic_find_num_queues(struct ifnet *ifp, u_int *txq, u_int *rxq);
1912 void nm_os_generic_set_features(struct netmap_generic_adapter *gna);
1913
1914 static inline struct ifnet*
1915 netmap_generic_getifp(struct netmap_generic_adapter *gna)
1916 {
1917         if (gna->prev)
1918             return gna->prev->ifp;
1919
1920         return gna->up.up.ifp;
1921 }
1922
1923 void netmap_generic_irq(struct netmap_adapter *na, u_int q, u_int *work_done);
1924
1925 //#define RATE_GENERIC  /* Enables communication statistics for generic. */
1926 #ifdef RATE_GENERIC
1927 void generic_rate(int txp, int txs, int txi, int rxp, int rxs, int rxi);
1928 #else
1929 #define generic_rate(txp, txs, txi, rxp, rxs, rxi)
1930 #endif
1931
1932 /*
1933  * netmap_mitigation API. This is used by the generic adapter
1934  * to reduce the number of interrupt requests/selwakeup
1935  * to clients on incoming packets.
1936  */
1937 void nm_os_mitigation_init(struct nm_generic_mit *mit, int idx,
1938                                 struct netmap_adapter *na);
1939 void nm_os_mitigation_start(struct nm_generic_mit *mit);
1940 void nm_os_mitigation_restart(struct nm_generic_mit *mit);
1941 int nm_os_mitigation_active(struct nm_generic_mit *mit);
1942 void nm_os_mitigation_cleanup(struct nm_generic_mit *mit);
1943 #else /* !WITH_GENERIC */
1944 #define generic_netmap_attach(ifp)      (EOPNOTSUPP)
1945 #define na_is_generic(na)               (0)
1946 #endif /* WITH_GENERIC */
1947
1948 /* Shared declarations for the VALE switch. */
1949
1950 /*
1951  * Each transmit queue accumulates a batch of packets into
1952  * a structure before forwarding. Packets to the same
1953  * destination are put in a list using ft_next as a link field.
1954  * ft_frags and ft_next are valid only on the first fragment.
1955  */
1956 struct nm_bdg_fwd {     /* forwarding entry for a bridge */
1957         void *ft_buf;           /* netmap or indirect buffer */
1958         uint8_t ft_frags;       /* how many fragments (only on 1st frag) */
1959         uint8_t _ft_port;       /* dst port (unused) */
1960         uint16_t ft_flags;      /* flags, e.g. indirect */
1961         uint16_t ft_len;        /* src fragment len */
1962         uint16_t ft_next;       /* next packet to same destination */
1963 };
1964
1965 /* struct 'virtio_net_hdr' from linux. */
1966 struct nm_vnet_hdr {
1967 #define VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM     1       /* Use csum_start, csum_offset */
1968 #define VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID    2        /* Csum is valid */
1969     uint8_t flags;
1970 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
1971 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4        1       /* GSO frame, IPv4 TCP (TSO) */
1972 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP          3       /* GSO frame, IPv4 UDP (UFO) */
1973 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6        4       /* GSO frame, IPv6 TCP */
1974 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN          0x80    /* TCP has ECN set */
1975     uint8_t gso_type;
1976     uint16_t hdr_len;
1977     uint16_t gso_size;
1978     uint16_t csum_start;
1979     uint16_t csum_offset;
1980 };
1981
1982 #define WORST_CASE_GSO_HEADER   (14+40+60)  /* IPv6 + TCP */
1983
1984 /* Private definitions for IPv4, IPv6, UDP and TCP headers. */
1985
1986 struct nm_iphdr {
1987         uint8_t         version_ihl;
1988         uint8_t         tos;
1989         uint16_t        tot_len;
1990         uint16_t        id;
1991         uint16_t        frag_off;
1992         uint8_t         ttl;
1993         uint8_t         protocol;
1994         uint16_t        check;
1995         uint32_t        saddr;
1996         uint32_t        daddr;
1997         /*The options start here. */
1998 };
1999
2000 struct nm_tcphdr {
2001         uint16_t        source;
2002         uint16_t        dest;
2003         uint32_t        seq;
2004         uint32_t        ack_seq;
2005         uint8_t         doff;  /* Data offset + Reserved */
2006         uint8_t         flags;
2007         uint16_t        window;
2008         uint16_t        check;
2009         uint16_t        urg_ptr;
2010 };
2011
2012 struct nm_udphdr {
2013         uint16_t        source;
2014         uint16_t        dest;
2015         uint16_t        len;
2016         uint16_t        check;
2017 };
2018
2019 struct nm_ipv6hdr {
2020         uint8_t         priority_version;
2021         uint8_t         flow_lbl[3];
2022
2023         uint16_t        payload_len;
2024         uint8_t         nexthdr;
2025         uint8_t         hop_limit;
2026
2027         uint8_t         saddr[16];
2028         uint8_t         daddr[16];
2029 };
2030
2031 /* Type used to store a checksum (in host byte order) that hasn't been
2032  * folded yet.
2033  */
2034 #define rawsum_t uint32_t
2035
2036 rawsum_t nm_os_csum_raw(uint8_t *data, size_t len, rawsum_t cur_sum);
2037 uint16_t nm_os_csum_ipv4(struct nm_iphdr *iph);
2038 void nm_os_csum_tcpudp_ipv4(struct nm_iphdr *iph, void *data,
2039                       size_t datalen, uint16_t *check);
2040 void nm_os_csum_tcpudp_ipv6(struct nm_ipv6hdr *ip6h, void *data,
2041                       size_t datalen, uint16_t *check);
2042 uint16_t nm_os_csum_fold(rawsum_t cur_sum);
2043
2044 void bdg_mismatch_datapath(struct netmap_vp_adapter *na,
2045                            struct netmap_vp_adapter *dst_na,
2046                            const struct nm_bdg_fwd *ft_p,
2047                            struct netmap_ring *dst_ring,
2048                            u_int *j, u_int lim, u_int *howmany);
2049
2050 /* persistent virtual port routines */
2051 int nm_os_vi_persist(const char *, struct ifnet **);
2052 void nm_os_vi_detach(struct ifnet *);
2053 void nm_os_vi_init_index(void);
2054
2055 /*
2056  * kernel thread routines
2057  */
2058 struct nm_kctx; /* OS-specific kernel context - opaque */
2059 typedef void (*nm_kctx_worker_fn_t)(void *data, int is_kthread);
2060 typedef void (*nm_kctx_notify_fn_t)(void *data);
2061
2062 /* kthread configuration */
2063 struct nm_kctx_cfg {
2064         long                    type;           /* kthread type/identifier */
2065         nm_kctx_worker_fn_t     worker_fn;      /* worker function */
2066         void                    *worker_private;/* worker parameter */
2067         nm_kctx_notify_fn_t     notify_fn;      /* notify function */
2068         int                     attach_user;    /* attach kthread to user process */
2069         int                     use_kthread;    /* use a kthread for the context */
2070 };
2071 /* kthread configuration */
2072 struct nm_kctx *nm_os_kctx_create(struct nm_kctx_cfg *cfg,
2073                                         unsigned int cfgtype,
2074                                         void *opaque);
2075 int nm_os_kctx_worker_start(struct nm_kctx *);
2076 void nm_os_kctx_worker_stop(struct nm_kctx *);
2077 void nm_os_kctx_destroy(struct nm_kctx *);
2078 void nm_os_kctx_worker_wakeup(struct nm_kctx *nmk);
2079 void nm_os_kctx_send_irq(struct nm_kctx *);
2080 void nm_os_kctx_worker_setaff(struct nm_kctx *, int);
2081 u_int nm_os_ncpus(void);
2082
2083 #ifdef WITH_PTNETMAP_HOST
2084 /*
2085  * netmap adapter for host ptnetmap ports
2086  */
2087 struct netmap_pt_host_adapter {
2088         struct netmap_adapter up;
2089
2090         /* the passed-through adapter */
2091         struct netmap_adapter *parent;
2092         /* parent->na_flags, saved at NETMAP_PT_HOST_CREATE time,
2093          * and restored at NETMAP_PT_HOST_DELETE time */
2094         uint32_t parent_na_flags;
2095
2096         int (*parent_nm_notify)(struct netmap_kring *kring, int flags);
2097         void *ptns;
2098 };
2099 /* ptnetmap HOST routines */
2100 int netmap_get_pt_host_na(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter **na,
2101                 struct netmap_mem_d * nmd, int create);
2102 int ptnetmap_ctl(struct nmreq *nmr, struct netmap_adapter *na);
2103 static inline int
2104 nm_ptnetmap_host_on(struct netmap_adapter *na)
2105 {
2106         return na && na->na_flags & NAF_PTNETMAP_HOST;
2107 }
2108 #else /* !WITH_PTNETMAP_HOST */
2109 #define netmap_get_pt_host_na(nmr, _2, _3, _4) \
2110         ((nmr)->nr_flags & (NR_PTNETMAP_HOST) ? EOPNOTSUPP : 0)
2111 #define ptnetmap_ctl(_1, _2)   EINVAL
2112 #define nm_ptnetmap_host_on(_1)   EINVAL
2113 #endif /* !WITH_PTNETMAP_HOST */
2114
2115 #ifdef WITH_PTNETMAP_GUEST
2116 /* ptnetmap GUEST routines */
2117
2118 /*
2119  * netmap adapter for guest ptnetmap ports
2120  */
2121 struct netmap_pt_guest_adapter {
2122         /* The netmap adapter to be used by netmap applications.
2123          * This field must be the first, to allow upcast. */
2124         struct netmap_hw_adapter hwup;
2125
2126         /* The netmap adapter to be used by the driver. */
2127         struct netmap_hw_adapter dr;
2128
2129         void *csb;
2130
2131         /* Reference counter to track users of backend netmap port: the
2132          * network stack and netmap clients.
2133          * Used to decide when we need (de)allocate krings/rings and
2134          * start (stop) ptnetmap kthreads. */
2135         int backend_regifs;
2136
2137 };
2138
2139 int netmap_pt_guest_attach(struct netmap_adapter *na, void *csb,
2140                            unsigned int nifp_offset, unsigned int memid);
2141 struct ptnet_ring;
2142 bool netmap_pt_guest_txsync(struct ptnet_ring *ptring, struct netmap_kring *kring,
2143                             int flags);
2144 bool netmap_pt_guest_rxsync(struct ptnet_ring *ptring, struct netmap_kring *kring,
2145                             int flags);
2146 int ptnet_nm_krings_create(struct netmap_adapter *na);
2147 void ptnet_nm_krings_delete(struct netmap_adapter *na);
2148 void ptnet_nm_dtor(struct netmap_adapter *na);
2149 #endif /* WITH_PTNETMAP_GUEST */
2150
2151 #endif /* _NET_NETMAP_KERN_H_ */