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