sys/dev/virtio/network/if_vtnet.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2011, Bryan Venteicher <bryanv@FreeBSD.org>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  12  *    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 ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 /* Driver for VirtIO network devices. */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/eventhandler.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37 #include <sys/kernel.h>
  38 #include <sys/sockio.h>
  39 #include <sys/mbuf.h>
  40 #include <sys/malloc.h>
  41 #include <sys/module.h>
  42 #include <sys/socket.h>
  43 #include <sys/sysctl.h>
  44 #include <sys/random.h>
  45 #include <sys/sglist.h>
  46 #include <sys/lock.h>
  47 #include <sys/mutex.h>
  48 #include <sys/taskqueue.h>
  49 #include <sys/smp.h>
  50 #include <machine/smp.h>
  51
  52 #include <vm/uma.h>
  53
  54 #include <net/debugnet.h>
  55 #include <net/ethernet.h>
  56 #include <net/pfil.h>
  57 #include <net/if.h>
  58 #include <net/if_var.h>
  59 #include <net/if_arp.h>
  60 #include <net/if_dl.h>
  61 #include <net/if_types.h>
  62 #include <net/if_media.h>
  63 #include <net/if_vlan_var.h>
  64
  65 #include <net/bpf.h>
  66
  67 #include <netinet/in_systm.h>
  68 #include <netinet/in.h>
  69 #include <netinet/ip.h>
  70 #include <netinet/ip6.h>
  71 #include <netinet6/ip6_var.h>
  72 #include <netinet/udp.h>
  73 #include <netinet/tcp.h>
  74
  75 #include <machine/bus.h>
  76 #include <machine/resource.h>
  77 #include <sys/bus.h>
  78 #include <sys/rman.h>
  79
  80 #include <dev/virtio/virtio.h>
  81 #include <dev/virtio/virtqueue.h>
  82 #include <dev/virtio/network/virtio_net.h>
  83 #include <dev/virtio/network/if_vtnetvar.h>
  84 #include "virtio_if.h"
  85
  86 #include "opt_inet.h"
  87 #include "opt_inet6.h"
  88
  89 static int      vtnet_modevent(module_t, int, void *);
  90
  91 static int      vtnet_probe(device_t);
  92 static int      vtnet_attach(device_t);
  93 static int      vtnet_detach(device_t);
  94 static int      vtnet_suspend(device_t);
  95 static int      vtnet_resume(device_t);
  96 static int      vtnet_shutdown(device_t);
  97 static int      vtnet_attach_completed(device_t);
  98 static int      vtnet_config_change(device_t);
  99
 100 static void     vtnet_negotiate_features(struct vtnet_softc *);
 101 static void     vtnet_setup_features(struct vtnet_softc *);
 102 static int      vtnet_init_rxq(struct vtnet_softc *, int);
 103 static int      vtnet_init_txq(struct vtnet_softc *, int);
 104 static int      vtnet_alloc_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 105 static void     vtnet_free_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 106 static int      vtnet_alloc_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 107 static void     vtnet_free_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 108 static int      vtnet_alloc_virtqueues(struct vtnet_softc *);
 109 static int      vtnet_setup_interface(struct vtnet_softc *);
 110 static int      vtnet_change_mtu(struct vtnet_softc *, int);
 111 static int      vtnet_ioctl(struct ifnet *, u_long, caddr_t);
 112 static uint64_t vtnet_get_counter(struct ifnet *, ift_counter);
 113
 114 static int      vtnet_rxq_populate(struct vtnet_rxq *);
 115 static void     vtnet_rxq_free_mbufs(struct vtnet_rxq *);
 116 static struct mbuf *
 117                 vtnet_rx_alloc_buf(struct vtnet_softc *, int , struct mbuf **);
 118 static int      vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(struct vtnet_rxq *,
 119                     struct mbuf *, int);
 120 static int      vtnet_rxq_replace_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *, int);
 121 static int      vtnet_rxq_enqueue_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *);
 122 static int      vtnet_rxq_new_buf(struct vtnet_rxq *);
 123 static int      vtnet_rxq_csum(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *,
 124                      struct virtio_net_hdr *);
 125 static void     vtnet_rxq_discard_merged_bufs(struct vtnet_rxq *, int);
 126 static void     vtnet_rxq_discard_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *);
 127 static int      vtnet_rxq_merged_eof(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *, int);
 128 static void     vtnet_rxq_input(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *,
 129                     struct virtio_net_hdr *);
 130 static int      vtnet_rxq_eof(struct vtnet_rxq *);
 131 static void     vtnet_rx_vq_intr(void *);
 132 static void     vtnet_rxq_tq_intr(void *, int);
 133
 134 static int      vtnet_txq_below_threshold(struct vtnet_txq *);
 135 static int      vtnet_txq_notify(struct vtnet_txq *);
 136 static void     vtnet_txq_free_mbufs(struct vtnet_txq *);
 137 static int      vtnet_txq_offload_ctx(struct vtnet_txq *, struct mbuf *,
 138                     int *, int *, int *);
 139 static int      vtnet_txq_offload_tso(struct vtnet_txq *, struct mbuf *, int,
 140                     int, struct virtio_net_hdr *);
 141 static struct mbuf *
 142                 vtnet_txq_offload(struct vtnet_txq *, struct mbuf *,
 143                     struct virtio_net_hdr *);
 144 static int      vtnet_txq_enqueue_buf(struct vtnet_txq *, struct mbuf **,
 145                     struct vtnet_tx_header *);
 146 static int      vtnet_txq_encap(struct vtnet_txq *, struct mbuf **, int);
 147 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
 148 static void     vtnet_start_locked(struct vtnet_txq *, struct ifnet *);
 149 static void     vtnet_start(struct ifnet *);
 150 #else
 151 static int      vtnet_txq_mq_start_locked(struct vtnet_txq *, struct mbuf *);
 152 static int      vtnet_txq_mq_start(struct ifnet *, struct mbuf *);
 153 static void     vtnet_txq_tq_deferred(void *, int);
 154 #endif
 155 static void     vtnet_txq_start(struct vtnet_txq *);
 156 static void     vtnet_txq_tq_intr(void *, int);
 157 static int      vtnet_txq_eof(struct vtnet_txq *);
 158 static void     vtnet_tx_vq_intr(void *);
 159 static void     vtnet_tx_start_all(struct vtnet_softc *);
 160
 161 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 162 static void     vtnet_qflush(struct ifnet *);
 163 #endif
 164
 165 static int      vtnet_watchdog(struct vtnet_txq *);
 166 static void     vtnet_accum_stats(struct vtnet_softc *,
 167                     struct vtnet_rxq_stats *, struct vtnet_txq_stats *);
 168 static void     vtnet_tick(void *);
 169
 170 static void     vtnet_start_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 171 static void     vtnet_free_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 172 static void     vtnet_drain_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 173
 174 static void     vtnet_drain_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 175 static void     vtnet_stop_rendezvous(struct vtnet_softc *);
 176 static void     vtnet_stop(struct vtnet_softc *);
 177 static int      vtnet_virtio_reinit(struct vtnet_softc *);
 178 static void     vtnet_init_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 179 static int      vtnet_init_rx_queues(struct vtnet_softc *);
 180 static int      vtnet_init_tx_queues(struct vtnet_softc *);
 181 static int      vtnet_init_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 182 static void     vtnet_set_active_vq_pairs(struct vtnet_softc *);
 183 static int      vtnet_reinit(struct vtnet_softc *);
 184 static void     vtnet_init_locked(struct vtnet_softc *);
 185 static void     vtnet_init(void *);
 186
 187 static void     vtnet_free_ctrl_vq(struct vtnet_softc *);
 188 static void     vtnet_exec_ctrl_cmd(struct vtnet_softc *, void *,
 189                     struct sglist *, int, int);
 190 static int      vtnet_ctrl_mac_cmd(struct vtnet_softc *, uint8_t *);
 191 static int      vtnet_ctrl_mq_cmd(struct vtnet_softc *, uint16_t);
 192 static int      vtnet_ctrl_rx_cmd(struct vtnet_softc *, int, int);
 193 static int      vtnet_set_promisc(struct vtnet_softc *, int);
 194 static int      vtnet_set_allmulti(struct vtnet_softc *, int);
 195 static void     vtnet_attach_disable_promisc(struct vtnet_softc *);
 196 static void     vtnet_rx_filter(struct vtnet_softc *);
 197 static void     vtnet_rx_filter_mac(struct vtnet_softc *);
 198 static int      vtnet_exec_vlan_filter(struct vtnet_softc *, int, uint16_t);
 199 static void     vtnet_rx_filter_vlan(struct vtnet_softc *);
 200 static void     vtnet_update_vlan_filter(struct vtnet_softc *, int, uint16_t);
 201 static void     vtnet_register_vlan(void *, struct ifnet *, uint16_t);
 202 static void     vtnet_unregister_vlan(void *, struct ifnet *, uint16_t);
 203
 204 static int      vtnet_is_link_up(struct vtnet_softc *);
 205 static void     vtnet_update_link_status(struct vtnet_softc *);
 206 static int      vtnet_ifmedia_upd(struct ifnet *);
 207 static void     vtnet_ifmedia_sts(struct ifnet *, struct ifmediareq *);
 208 static void     vtnet_get_hwaddr(struct vtnet_softc *);
 209 static void     vtnet_set_hwaddr(struct vtnet_softc *);
 210 static void     vtnet_vlan_tag_remove(struct mbuf *);
 211 static void     vtnet_set_rx_process_limit(struct vtnet_softc *);
 212 static void     vtnet_set_tx_intr_threshold(struct vtnet_softc *);
 213
 214 static void     vtnet_setup_rxq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *,
 215                     struct sysctl_oid_list *, struct vtnet_rxq *);
 216 static void     vtnet_setup_txq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *,
 217                     struct sysctl_oid_list *, struct vtnet_txq *);
 218 static void     vtnet_setup_queue_sysctl(struct vtnet_softc *);
 219 static void     vtnet_setup_sysctl(struct vtnet_softc *);
 220
 221 static int      vtnet_rxq_enable_intr(struct vtnet_rxq *);
 222 static void     vtnet_rxq_disable_intr(struct vtnet_rxq *);
 223 static int      vtnet_txq_enable_intr(struct vtnet_txq *);
 224 static void     vtnet_txq_disable_intr(struct vtnet_txq *);
 225 static void     vtnet_enable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 226 static void     vtnet_enable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 227 static void     vtnet_enable_interrupts(struct vtnet_softc *);
 228 static void     vtnet_disable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 229 static void     vtnet_disable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 230 static void     vtnet_disable_interrupts(struct vtnet_softc *);
 231
 232 static int      vtnet_tunable_int(struct vtnet_softc *, const char *, int);
 233
 234 DEBUGNET_DEFINE(vtnet);
 235
 236 /* Tunables. */
 237 static SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, vtnet, CTLFLAG_RD, 0, "VNET driver parameters");
 238 static int vtnet_csum_disable = 0;
 239 TUNABLE_INT("hw.vtnet.csum_disable", &vtnet_csum_disable);
 240 SYSCTL_INT(_hw_vtnet, OID_AUTO, csum_disable, CTLFLAG_RDTUN,
 241     &vtnet_csum_disable, 0, "Disables receive and send checksum offload");
 242 static int vtnet_tso_disable = 0;
 243 TUNABLE_INT("hw.vtnet.tso_disable", &vtnet_tso_disable);
 244 SYSCTL_INT(_hw_vtnet, OID_AUTO, tso_disable, CTLFLAG_RDTUN, &vtnet_tso_disable,
 245     0, "Disables TCP Segmentation Offload");
 246 static int vtnet_lro_disable = 0;
 247 TUNABLE_INT("hw.vtnet.lro_disable", &vtnet_lro_disable);
 248 SYSCTL_INT(_hw_vtnet, OID_AUTO, lro_disable, CTLFLAG_RDTUN, &vtnet_lro_disable,
 249     0, "Disables TCP Large Receive Offload");
 250 static int vtnet_mq_disable = 0;
 251 TUNABLE_INT("hw.vtnet.mq_disable", &vtnet_mq_disable);
 252 SYSCTL_INT(_hw_vtnet, OID_AUTO, mq_disable, CTLFLAG_RDTUN, &vtnet_mq_disable,
 253     0, "Disables Multi Queue support");
 254 static int vtnet_mq_max_pairs = VTNET_MAX_QUEUE_PAIRS;
 255 TUNABLE_INT("hw.vtnet.mq_max_pairs", &vtnet_mq_max_pairs);
 256 SYSCTL_INT(_hw_vtnet, OID_AUTO, mq_max_pairs, CTLFLAG_RDTUN,
 257     &vtnet_mq_max_pairs, 0, "Sets the maximum number of Multi Queue pairs");
 258 static int vtnet_rx_process_limit = 512;
 259 TUNABLE_INT("hw.vtnet.rx_process_limit", &vtnet_rx_process_limit);
 260 SYSCTL_INT(_hw_vtnet, OID_AUTO, rx_process_limit, CTLFLAG_RDTUN,
 261     &vtnet_rx_process_limit, 0,
 262     "Limits the number RX segments processed in a single pass");
 263
 264 static uma_zone_t vtnet_tx_header_zone;
 265
 266 static struct virtio_feature_desc vtnet_feature_desc[] = {
 267         { VIRTIO_NET_F_CSUM,            "TxChecksum"    },
 268         { VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM,      "RxChecksum"    },
 269         { VIRTIO_NET_F_MAC,             "MacAddress"    },
 270         { VIRTIO_NET_F_GSO,             "TxAllGSO"      },
 271         { VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4,      "RxTSOv4"       },
 272         { VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6,      "RxTSOv6"       },
 273         { VIRTIO_NET_F_GUEST_ECN,       "RxECN"         },
 274         { VIRTIO_NET_F_GUEST_UFO,       "RxUFO"         },
 275         { VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4,       "TxTSOv4"       },
 276         { VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6,       "TxTSOv6"       },
 277         { VIRTIO_NET_F_HOST_ECN,        "TxTSOECN"      },
 278         { VIRTIO_NET_F_HOST_UFO,        "TxUFO"         },
 279         { VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF,       "MrgRxBuf"      },
 280         { VIRTIO_NET_F_STATUS,          "Status"        },
 281         { VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ,         "ControlVq"     },
 282         { VIRTIO_NET_F_CTRL_RX,         "RxMode"        },
 283         { VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN,       "VLanFilter"    },
 284         { VIRTIO_NET_F_CTRL_RX_EXTRA,   "RxModeExtra"   },
 285         { VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE,  "GuestAnnounce" },
 286         { VIRTIO_NET_F_MQ,              "Multiqueue"    },
 287         { VIRTIO_NET_F_CTRL_MAC_ADDR,   "SetMacAddress" },
 288
 289         { 0, NULL }
 290 };
 291
 292 static device_method_t vtnet_methods[] = {
 293         /* Device methods. */
 294         DEVMETHOD(device_probe,                 vtnet_probe),
 295         DEVMETHOD(device_attach,                vtnet_attach),
 296         DEVMETHOD(device_detach,                vtnet_detach),
 297         DEVMETHOD(device_suspend,               vtnet_suspend),
 298         DEVMETHOD(device_resume,                vtnet_resume),
 299         DEVMETHOD(device_shutdown,              vtnet_shutdown),
 300
 301         /* VirtIO methods. */
 302         DEVMETHOD(virtio_attach_completed,      vtnet_attach_completed),
 303         DEVMETHOD(virtio_config_change,         vtnet_config_change),
 304
 305         DEVMETHOD_END
 306 };
 307
 308 #ifdef DEV_NETMAP
 309 #include <dev/netmap/if_vtnet_netmap.h>
 310 #endif /* DEV_NETMAP */
 311
 312 static driver_t vtnet_driver = {
 313         "vtnet",
 314         vtnet_methods,
 315         sizeof(struct vtnet_softc)
 316 };
 317 static devclass_t vtnet_devclass;
 318
 319 DRIVER_MODULE(vtnet, virtio_mmio, vtnet_driver, vtnet_devclass,
 320     vtnet_modevent, 0);
 321 DRIVER_MODULE(vtnet, virtio_pci, vtnet_driver, vtnet_devclass,
 322     vtnet_modevent, 0);
 323 MODULE_VERSION(vtnet, 1);
 324 MODULE_DEPEND(vtnet, virtio, 1, 1, 1);
 325 #ifdef DEV_NETMAP
 326 MODULE_DEPEND(vtnet, netmap, 1, 1, 1);
 327 #endif /* DEV_NETMAP */
 328
 329 VIRTIO_SIMPLE_PNPTABLE(vtnet, VIRTIO_ID_NETWORK, "VirtIO Networking Adapter");
 330 VIRTIO_SIMPLE_PNPINFO(virtio_mmio, vtnet);
 331 VIRTIO_SIMPLE_PNPINFO(virtio_pci, vtnet);
 332
 333 static int
 334 vtnet_modevent(module_t mod, int type, void *unused)
 335 {
 336         int error = 0;
 337         static int loaded = 0;
 338
 339         switch (type) {
 340         case MOD_LOAD:
 341                 if (loaded++ == 0) {
 342                         vtnet_tx_header_zone = uma_zcreate("vtnet_tx_hdr",
 343                                 sizeof(struct vtnet_tx_header),
 344                                 NULL, NULL, NULL, NULL, 0, 0);
 345 #ifdef DEBUGNET
 346                         /*
 347                          * We need to allocate from this zone in the transmit path, so ensure
 348                          * that we have at least one item per header available.
 349                          * XXX add a separate zone like we do for mbufs? otherwise we may alloc
 350                          * buckets
 351                          */
 352                         uma_zone_reserve(vtnet_tx_header_zone, DEBUGNET_MAX_IN_FLIGHT * 2);
 353                         uma_prealloc(vtnet_tx_header_zone, DEBUGNET_MAX_IN_FLIGHT * 2);
 354 #endif
 355                 }
 356                 break;
 357         case MOD_QUIESCE:
 358                 if (uma_zone_get_cur(vtnet_tx_header_zone) > 0)
 359                         error = EBUSY;
 360                 break;
 361         case MOD_UNLOAD:
 362                 if (--loaded == 0) {
 363                         uma_zdestroy(vtnet_tx_header_zone);
 364                         vtnet_tx_header_zone = NULL;
 365                 }
 366                 break;
 367         case MOD_SHUTDOWN:
 368                 break;
 369         default:
 370                 error = EOPNOTSUPP;
 371                 break;
 372         }
 373
 374         return (error);
 375 }
 376
 377 static int
 378 vtnet_probe(device_t dev)
 379 {
 380         return (VIRTIO_SIMPLE_PROBE(dev, vtnet));
 381 }
 382
 383 static int
 384 vtnet_attach(device_t dev)
 385 {
 386         struct vtnet_softc *sc;
 387         int error;
 388
 389         sc = device_get_softc(dev);
 390         sc->vtnet_dev = dev;
 391
 392         /* Register our feature descriptions. */
 393         virtio_set_feature_desc(dev, vtnet_feature_desc);
 394
 395         VTNET_CORE_LOCK_INIT(sc);
 396         callout_init_mtx(&sc->vtnet_tick_ch, VTNET_CORE_MTX(sc), 0);
 397
 398         vtnet_setup_sysctl(sc);
 399         vtnet_setup_features(sc);
 400
 401         error = vtnet_alloc_rx_filters(sc);
 402         if (error) {
 403                 device_printf(dev, "cannot allocate Rx filters\n");
 404                 goto fail;
 405         }
 406
 407         error = vtnet_alloc_rxtx_queues(sc);
 408         if (error) {
 409                 device_printf(dev, "cannot allocate queues\n");
 410                 goto fail;
 411         }
 412
 413         error = vtnet_alloc_virtqueues(sc);
 414         if (error) {
 415                 device_printf(dev, "cannot allocate virtqueues\n");
 416                 goto fail;
 417         }
 418
 419         error = vtnet_setup_interface(sc);
 420         if (error) {
 421                 device_printf(dev, "cannot setup interface\n");
 422                 goto fail;
 423         }
 424
 425         error = virtio_setup_intr(dev, INTR_TYPE_NET);
 426         if (error) {
 427                 device_printf(dev, "cannot setup virtqueue interrupts\n");
 428                 /* BMV: This will crash if during boot! */
 429                 ether_ifdetach(sc->vtnet_ifp);
 430                 goto fail;
 431         }
 432
 433 #ifdef DEV_NETMAP
 434         vtnet_netmap_attach(sc);
 435 #endif /* DEV_NETMAP */
 436
 437         vtnet_start_taskqueues(sc);
 438
 439 fail:
 440         if (error)
 441                 vtnet_detach(dev);
 442
 443         return (error);
 444 }
 445
 446 static int
 447 vtnet_detach(device_t dev)
 448 {
 449         struct vtnet_softc *sc;
 450         struct ifnet *ifp;
 451
 452         sc = device_get_softc(dev);
 453         ifp = sc->vtnet_ifp;
 454
 455         if (device_is_attached(dev)) {
 456                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
 457                 vtnet_stop(sc);
 458                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 459
 460                 callout_drain(&sc->vtnet_tick_ch);
 461                 vtnet_drain_taskqueues(sc);
 462
 463                 ether_ifdetach(ifp);
 464         }
 465
 466 #ifdef DEV_NETMAP
 467         netmap_detach(ifp);
 468 #endif /* DEV_NETMAP */
 469
 470         vtnet_free_taskqueues(sc);
 471
 472         if (sc->vtnet_vlan_attach != NULL) {
 473                 EVENTHANDLER_DEREGISTER(vlan_config, sc->vtnet_vlan_attach);
 474                 sc->vtnet_vlan_attach = NULL;
 475         }
 476         if (sc->vtnet_vlan_detach != NULL) {
 477                 EVENTHANDLER_DEREGISTER(vlan_unconfig, sc->vtnet_vlan_detach);
 478                 sc->vtnet_vlan_detach = NULL;
 479         }
 480
 481         ifmedia_removeall(&sc->vtnet_media);
 482
 483         if (ifp != NULL) {
 484                 if_free(ifp);
 485                 sc->vtnet_ifp = NULL;
 486         }
 487
 488         vtnet_free_rxtx_queues(sc);
 489         vtnet_free_rx_filters(sc);
 490
 491         if (sc->vtnet_ctrl_vq != NULL)
 492                 vtnet_free_ctrl_vq(sc);
 493
 494         VTNET_CORE_LOCK_DESTROY(sc);
 495
 496         return (0);
 497 }
 498
 499 static int
 500 vtnet_suspend(device_t dev)
 501 {
 502         struct vtnet_softc *sc;
 503
 504         sc = device_get_softc(dev);
 505
 506         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 507         vtnet_stop(sc);
 508         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_SUSPENDED;
 509         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 510
 511         return (0);
 512 }
 513
 514 static int
 515 vtnet_resume(device_t dev)
 516 {
 517         struct vtnet_softc *sc;
 518         struct ifnet *ifp;
 519
 520         sc = device_get_softc(dev);
 521         ifp = sc->vtnet_ifp;
 522
 523         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 524         if (ifp->if_flags & IFF_UP)
 525                 vtnet_init_locked(sc);
 526         sc->vtnet_flags &= ~VTNET_FLAG_SUSPENDED;
 527         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 528
 529         return (0);
 530 }
 531
 532 static int
 533 vtnet_shutdown(device_t dev)
 534 {
 535
 536         /*
 537          * Suspend already does all of what we need to
 538          * do here; we just never expect to be resumed.
 539          */
 540         return (vtnet_suspend(dev));
 541 }
 542
 543 static int
 544 vtnet_attach_completed(device_t dev)
 545 {
 546
 547         vtnet_attach_disable_promisc(device_get_softc(dev));
 548
 549         return (0);
 550 }
 551
 552 static int
 553 vtnet_config_change(device_t dev)
 554 {
 555         struct vtnet_softc *sc;
 556
 557         sc = device_get_softc(dev);
 558
 559         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 560         vtnet_update_link_status(sc);
 561         if (sc->vtnet_link_active != 0)
 562                 vtnet_tx_start_all(sc);
 563         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 564
 565         return (0);
 566 }
 567
 568 static void
 569 vtnet_negotiate_features(struct vtnet_softc *sc)
 570 {
 571         device_t dev;
 572         uint64_t mask, features;
 573
 574         dev = sc->vtnet_dev;
 575         mask = 0;
 576
 577         /*
 578          * TSO and LRO are only available when their corresponding checksum
 579          * offload feature is also negotiated.
 580          */
 581         if (vtnet_tunable_int(sc, "csum_disable", vtnet_csum_disable)) {
 582                 mask |= VIRTIO_NET_F_CSUM | VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM;
 583                 mask |= VTNET_TSO_FEATURES | VTNET_LRO_FEATURES;
 584         }
 585         if (vtnet_tunable_int(sc, "tso_disable", vtnet_tso_disable))
 586                 mask |= VTNET_TSO_FEATURES;
 587         if (vtnet_tunable_int(sc, "lro_disable", vtnet_lro_disable))
 588                 mask |= VTNET_LRO_FEATURES;
 589 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 590         if (vtnet_tunable_int(sc, "mq_disable", vtnet_mq_disable))
 591                 mask |= VIRTIO_NET_F_MQ;
 592 #else
 593         mask |= VIRTIO_NET_F_MQ;
 594 #endif
 595
 596         features = VTNET_FEATURES & ~mask;
 597         sc->vtnet_features = virtio_negotiate_features(dev, features);
 598
 599         if (virtio_with_feature(dev, VTNET_LRO_FEATURES) &&
 600             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF) == 0) {
 601                 /*
 602                  * LRO without mergeable buffers requires special care. This
 603                  * is not ideal because every receive buffer must be large
 604                  * enough to hold the maximum TCP packet, the Ethernet header,
 605                  * and the header. This requires up to 34 descriptors with
 606                  * MCLBYTES clusters. If we do not have indirect descriptors,
 607                  * LRO is disabled since the virtqueue will not contain very
 608                  * many receive buffers.
 609                  */
 610                 if (!virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) {
 611                         device_printf(dev,
 612                             "LRO disabled due to both mergeable buffers and "
 613                             "indirect descriptors not negotiated\n");
 614
 615                         features &= ~VTNET_LRO_FEATURES;
 616                         sc->vtnet_features =
 617                             virtio_negotiate_features(dev, features);
 618                 } else
 619                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_LRO_NOMRG;
 620         }
 621 }
 622
 623 static void
 624 vtnet_setup_features(struct vtnet_softc *sc)
 625 {
 626         device_t dev;
 627
 628         dev = sc->vtnet_dev;
 629
 630         vtnet_negotiate_features(sc);
 631
 632         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 633                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_INDIRECT;
 634         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX))
 635                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_EVENT_IDX;
 636
 637         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MAC)) {
 638                 /* This feature should always be negotiated. */
 639                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MAC;
 640         }
 641
 642         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF)) {
 643                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS;
 644                 sc->vtnet_hdr_size = sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf);
 645         } else
 646                 sc->vtnet_hdr_size = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 647
 648         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS)
 649                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MRG_RX_SEGS;
 650         else if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG)
 651                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MAX_RX_SEGS;
 652         else
 653                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MIN_RX_SEGS;
 654
 655         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GSO) ||
 656             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4) ||
 657             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6))
 658                 sc->vtnet_tx_nsegs = VTNET_MAX_TX_SEGS;
 659         else
 660                 sc->vtnet_tx_nsegs = VTNET_MIN_TX_SEGS;
 661
 662         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ)) {
 663                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_VQ;
 664
 665                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_RX))
 666                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_RX;
 667                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN))
 668                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_VLAN_FILTER;
 669                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_MAC_ADDR))
 670                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_MAC;
 671         }
 672
 673         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MQ) &&
 674             sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ) {
 675                 sc->vtnet_max_vq_pairs = virtio_read_dev_config_2(dev,
 676                     offsetof(struct virtio_net_config, max_virtqueue_pairs));
 677         } else
 678                 sc->vtnet_max_vq_pairs = 1;
 679
 680         if (sc->vtnet_max_vq_pairs > 1) {
 681                 /*
 682                  * Limit the maximum number of queue pairs to the lower of
 683                  * the number of CPUs and the configured maximum.
 684                  * The actual number of queues that get used may be less.
 685                  */
 686                 int max;
 687
 688                 max = vtnet_tunable_int(sc, "mq_max_pairs", vtnet_mq_max_pairs);
 689                 if (max > VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MIN) {
 690                         if (max > mp_ncpus)
 691                                 max = mp_ncpus;
 692                         if (max > VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX)
 693                                 max = VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX;
 694                         if (max > 1) {
 695                                 sc->vtnet_requested_vq_pairs = max;
 696                                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MULTIQ;
 697                         }
 698                 }
 699         }
 700 }
 701
 702 static int
 703 vtnet_init_rxq(struct vtnet_softc *sc, int id)
 704 {
 705         struct vtnet_rxq *rxq;
 706
 707         rxq = &sc->vtnet_rxqs[id];
 708
 709         snprintf(rxq->vtnrx_name, sizeof(rxq->vtnrx_name), "%s-rx%d",
 710             device_get_nameunit(sc->vtnet_dev), id);
 711         mtx_init(&rxq->vtnrx_mtx, rxq->vtnrx_name, NULL, MTX_DEF);
 712
 713         rxq->vtnrx_sc = sc;
 714         rxq->vtnrx_id = id;
 715
 716         rxq->vtnrx_sg = sglist_alloc(sc->vtnet_rx_nsegs, M_NOWAIT);
 717         if (rxq->vtnrx_sg == NULL)
 718                 return (ENOMEM);
 719
 720         TASK_INIT(&rxq->vtnrx_intrtask, 0, vtnet_rxq_tq_intr, rxq);
 721         rxq->vtnrx_tq = taskqueue_create(rxq->vtnrx_name, M_NOWAIT,
 722             taskqueue_thread_enqueue, &rxq->vtnrx_tq);
 723
 724         return (rxq->vtnrx_tq == NULL ? ENOMEM : 0);
 725 }
 726
 727 static int
 728 vtnet_init_txq(struct vtnet_softc *sc, int id)
 729 {
 730         struct vtnet_txq *txq;
 731
 732         txq = &sc->vtnet_txqs[id];
 733
 734         snprintf(txq->vtntx_name, sizeof(txq->vtntx_name), "%s-tx%d",
 735             device_get_nameunit(sc->vtnet_dev), id);
 736         mtx_init(&txq->vtntx_mtx, txq->vtntx_name, NULL, MTX_DEF);
 737
 738         txq->vtntx_sc = sc;
 739         txq->vtntx_id = id;
 740
 741         txq->vtntx_sg = sglist_alloc(sc->vtnet_tx_nsegs, M_NOWAIT);
 742         if (txq->vtntx_sg == NULL)
 743                 return (ENOMEM);
 744
 745 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 746         txq->vtntx_br = buf_ring_alloc(VTNET_DEFAULT_BUFRING_SIZE, M_DEVBUF,
 747             M_NOWAIT, &txq->vtntx_mtx);
 748         if (txq->vtntx_br == NULL)
 749                 return (ENOMEM);
 750
 751         TASK_INIT(&txq->vtntx_defrtask, 0, vtnet_txq_tq_deferred, txq);
 752 #endif
 753         TASK_INIT(&txq->vtntx_intrtask, 0, vtnet_txq_tq_intr, txq);
 754         txq->vtntx_tq = taskqueue_create(txq->vtntx_name, M_NOWAIT,
 755             taskqueue_thread_enqueue, &txq->vtntx_tq);
 756         if (txq->vtntx_tq == NULL)
 757                 return (ENOMEM);
 758
 759         return (0);
 760 }
 761
 762 static int
 763 vtnet_alloc_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
 764 {
 765         int i, npairs, error;
 766
 767         npairs = sc->vtnet_max_vq_pairs;
 768
 769         sc->vtnet_rxqs = malloc(sizeof(struct vtnet_rxq) * npairs, M_DEVBUF,
 770             M_NOWAIT | M_ZERO);
 771         sc->vtnet_txqs = malloc(sizeof(struct vtnet_txq) * npairs, M_DEVBUF,
 772             M_NOWAIT | M_ZERO);
 773         if (sc->vtnet_rxqs == NULL || sc->vtnet_txqs == NULL)
 774                 return (ENOMEM);
 775
 776         for (i = 0; i < npairs; i++) {
 777                 error = vtnet_init_rxq(sc, i);
 778                 if (error)
 779                         return (error);
 780                 error = vtnet_init_txq(sc, i);
 781                 if (error)
 782                         return (error);
 783         }
 784
 785         vtnet_setup_queue_sysctl(sc);
 786
 787         return (0);
 788 }
 789
 790 static void
 791 vtnet_destroy_rxq(struct vtnet_rxq *rxq)
 792 {
 793
 794         rxq->vtnrx_sc = NULL;
 795         rxq->vtnrx_id = -1;
 796
 797         if (rxq->vtnrx_sg != NULL) {
 798                 sglist_free(rxq->vtnrx_sg);
 799                 rxq->vtnrx_sg = NULL;
 800         }
 801
 802         if (mtx_initialized(&rxq->vtnrx_mtx) != 0)
 803                 mtx_destroy(&rxq->vtnrx_mtx);
 804 }
 805
 806 static void
 807 vtnet_destroy_txq(struct vtnet_txq *txq)
 808 {
 809
 810         txq->vtntx_sc = NULL;
 811         txq->vtntx_id = -1;
 812
 813         if (txq->vtntx_sg != NULL) {
 814                 sglist_free(txq->vtntx_sg);
 815                 txq->vtntx_sg = NULL;
 816         }
 817
 818 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 819         if (txq->vtntx_br != NULL) {
 820                 buf_ring_free(txq->vtntx_br, M_DEVBUF);
 821                 txq->vtntx_br = NULL;
 822         }
 823 #endif
 824
 825         if (mtx_initialized(&txq->vtntx_mtx) != 0)
 826                 mtx_destroy(&txq->vtntx_mtx);
 827 }
 828
 829 static void
 830 vtnet_free_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
 831 {
 832         int i;
 833
 834         if (sc->vtnet_rxqs != NULL) {
 835                 for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++)
 836                         vtnet_destroy_rxq(&sc->vtnet_rxqs[i]);
 837                 free(sc->vtnet_rxqs, M_DEVBUF);
 838                 sc->vtnet_rxqs = NULL;
 839         }
 840
 841         if (sc->vtnet_txqs != NULL) {
 842                 for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++)
 843                         vtnet_destroy_txq(&sc->vtnet_txqs[i]);
 844                 free(sc->vtnet_txqs, M_DEVBUF);
 845                 sc->vtnet_txqs = NULL;
 846         }
 847 }
 848
 849 static int
 850 vtnet_alloc_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
 851 {
 852
 853         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) {
 854                 sc->vtnet_mac_filter = malloc(sizeof(struct vtnet_mac_filter),
 855                     M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
 856                 if (sc->vtnet_mac_filter == NULL)
 857                         return (ENOMEM);
 858         }
 859
 860         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER) {
 861                 sc->vtnet_vlan_filter = malloc(sizeof(uint32_t) *
 862                     VTNET_VLAN_FILTER_NWORDS, M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
 863                 if (sc->vtnet_vlan_filter == NULL)
 864                         return (ENOMEM);
 865         }
 866
 867         return (0);
 868 }
 869
 870 static void
 871 vtnet_free_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
 872 {
 873
 874         if (sc->vtnet_mac_filter != NULL) {
 875                 free(sc->vtnet_mac_filter, M_DEVBUF);
 876                 sc->vtnet_mac_filter = NULL;
 877         }
 878
 879         if (sc->vtnet_vlan_filter != NULL) {
 880                 free(sc->vtnet_vlan_filter, M_DEVBUF);
 881                 sc->vtnet_vlan_filter = NULL;
 882         }
 883 }
 884
 885 static int
 886 vtnet_alloc_virtqueues(struct vtnet_softc *sc)
 887 {
 888         device_t dev;
 889         struct vq_alloc_info *info;
 890         struct vtnet_rxq *rxq;
 891         struct vtnet_txq *txq;
 892         int i, idx, flags, nvqs, error;
 893
 894         dev = sc->vtnet_dev;
 895         flags = 0;
 896
 897         nvqs = sc->vtnet_max_vq_pairs * 2;
 898         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ)
 899                 nvqs++;
 900
 901         info = malloc(sizeof(struct vq_alloc_info) * nvqs, M_TEMP, M_NOWAIT);
 902         if (info == NULL)
 903                 return (ENOMEM);
 904
 905         for (i = 0, idx = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++, idx+=2) {
 906                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
 907                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx], sc->vtnet_rx_nsegs,
 908                     vtnet_rx_vq_intr, rxq, &rxq->vtnrx_vq,
 909                     "%s-%d rx", device_get_nameunit(dev), rxq->vtnrx_id);
 910
 911                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
 912                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx+1], sc->vtnet_tx_nsegs,
 913                     vtnet_tx_vq_intr, txq, &txq->vtntx_vq,
 914                     "%s-%d tx", device_get_nameunit(dev), txq->vtntx_id);
 915         }
 916
 917         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ) {
 918                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx], 0, NULL, NULL,
 919                     &sc->vtnet_ctrl_vq, "%s ctrl", device_get_nameunit(dev));
 920         }
 921
 922         /*
 923          * Enable interrupt binding if this is multiqueue. This only matters
 924          * when per-vq MSIX is available.
 925          */
 926         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MULTIQ)
 927                 flags |= 0;
 928
 929         error = virtio_alloc_virtqueues(dev, flags, nvqs, info);
 930         free(info, M_TEMP);
 931
 932         return (error);
 933 }
 934
 935 static int
 936 vtnet_setup_interface(struct vtnet_softc *sc)
 937 {
 938         device_t dev;
 939         struct pfil_head_args pa;
 940         struct ifnet *ifp;
 941
 942         dev = sc->vtnet_dev;
 943
 944         ifp = sc->vtnet_ifp = if_alloc(IFT_ETHER);
 945         if (ifp == NULL) {
 946                 device_printf(dev, "cannot allocate ifnet structure\n");
 947                 return (ENOSPC);
 948         }
 949
 950         if_initname(ifp, device_get_name(dev), device_get_unit(dev));
 951         ifp->if_baudrate = IF_Gbps(10); /* Approx. */
 952         ifp->if_softc = sc;
 953         ifp->if_flags = IFF_BROADCAST | IFF_SIMPLEX | IFF_MULTICAST;
 954         ifp->if_init = vtnet_init;
 955         ifp->if_ioctl = vtnet_ioctl;
 956         ifp->if_get_counter = vtnet_get_counter;
 957 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 958         ifp->if_transmit = vtnet_txq_mq_start;
 959         ifp->if_qflush = vtnet_qflush;
 960 #else
 961         struct virtqueue *vq = sc->vtnet_txqs[0].vtntx_vq;
 962         ifp->if_start = vtnet_start;
 963         IFQ_SET_MAXLEN(&ifp->if_snd, virtqueue_size(vq) - 1);
 964         ifp->if_snd.ifq_drv_maxlen = virtqueue_size(vq) - 1;
 965         IFQ_SET_READY(&ifp->if_snd);
 966 #endif
 967
 968         ifmedia_init(&sc->vtnet_media, IFM_IMASK, vtnet_ifmedia_upd,
 969             vtnet_ifmedia_sts);
 970         ifmedia_add(&sc->vtnet_media, VTNET_MEDIATYPE, 0, NULL);
 971         ifmedia_set(&sc->vtnet_media, VTNET_MEDIATYPE);
 972
 973         /* Read (or generate) the MAC address for the adapter. */
 974         vtnet_get_hwaddr(sc);
 975
 976         ether_ifattach(ifp, sc->vtnet_hwaddr);
 977
 978         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_STATUS))
 979                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_LINKSTATE;
 980
 981         /* Tell the upper layer(s) we support long frames. */
 982         ifp->if_hdrlen = sizeof(struct ether_vlan_header);
 983         ifp->if_capabilities |= IFCAP_JUMBO_MTU | IFCAP_VLAN_MTU;
 984
 985         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CSUM)) {
 986                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TXCSUM | IFCAP_TXCSUM_IPV6;
 987
 988                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GSO)) {
 989                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO4 | IFCAP_TSO6;
 990                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_TSO_ECN;
 991                 } else {
 992                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4))
 993                                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO4;
 994                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6))
 995                                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO6;
 996                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_ECN))
 997                                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_TSO_ECN;
 998                 }
 999
1000                 if (ifp->if_capabilities & IFCAP_TSO)
1001                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_VLAN_HWTSO;
1002         }
1003
1004         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM)) {
1005                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_RXCSUM | IFCAP_RXCSUM_IPV6;
1006
1007                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4) ||
1008                     virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6))
1009                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_LRO;
1010         }
1011
1012         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_HWCSUM) {
1013                 /*
1014                  * VirtIO does not support VLAN tagging, but we can fake
1015                  * it by inserting and removing the 802.1Q header during
1016                  * transmit and receive. We are then able to do checksum
1017                  * offloading of VLAN frames.
1018                  */
1019                 ifp->if_capabilities |=
1020                     IFCAP_VLAN_HWTAGGING | IFCAP_VLAN_HWCSUM;
1021         }
1022
1023         ifp->if_capenable = ifp->if_capabilities;
1024
1025         /*
1026          * Capabilities after here are not enabled by default.
1027          */
1028
1029         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER) {
1030                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_VLAN_HWFILTER;
1031
1032                 sc->vtnet_vlan_attach = EVENTHANDLER_REGISTER(vlan_config,
1033                     vtnet_register_vlan, sc, EVENTHANDLER_PRI_FIRST);
1034                 sc->vtnet_vlan_detach = EVENTHANDLER_REGISTER(vlan_unconfig,
1035                     vtnet_unregister_vlan, sc, EVENTHANDLER_PRI_FIRST);
1036         }
1037
1038         vtnet_set_rx_process_limit(sc);
1039         vtnet_set_tx_intr_threshold(sc);
1040
1041         DEBUGNET_SET(ifp, vtnet);
1042
1043         pa.pa_version = PFIL_VERSION;
1044         pa.pa_flags = PFIL_IN;
1045         pa.pa_type = PFIL_TYPE_ETHERNET;
1046         pa.pa_headname = ifp->if_xname;
1047         sc->vtnet_pfil = pfil_head_register(&pa);
1048
1049         return (0);
1050 }
1051
1052 static int
1053 vtnet_change_mtu(struct vtnet_softc *sc, int new_mtu)
1054 {
1055         struct ifnet *ifp;
1056         int frame_size, clsize;
1057
1058         ifp = sc->vtnet_ifp;
1059
1060         if (new_mtu < ETHERMIN || new_mtu > VTNET_MAX_MTU)
1061                 return (EINVAL);
1062
1063         frame_size = sc->vtnet_hdr_size + sizeof(struct ether_vlan_header) +
1064             new_mtu;
1065
1066         /*
1067          * Based on the new MTU (and hence frame size) determine which
1068          * cluster size is most appropriate for the receive queues.
1069          */
1070         if (frame_size <= MCLBYTES) {
1071                 clsize = MCLBYTES;
1072         } else if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1073                 /* Avoid going past 9K jumbos. */
1074                 if (frame_size > MJUM9BYTES)
1075                         return (EINVAL);
1076                 clsize = MJUM9BYTES;
1077         } else
1078                 clsize = MJUMPAGESIZE;
1079
1080         ifp->if_mtu = new_mtu;
1081         sc->vtnet_rx_new_clsize = clsize;
1082
1083         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
1084                 ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
1085                 vtnet_init_locked(sc);
1086         }
1087
1088         return (0);
1089 }
1090
1091 static int
1092 vtnet_ioctl(struct ifnet *ifp, u_long cmd, caddr_t data)
1093 {
1094         struct vtnet_softc *sc;
1095         struct ifreq *ifr;
1096         int reinit, mask, error;
1097
1098         sc = ifp->if_softc;
1099         ifr = (struct ifreq *) data;
1100         error = 0;
1101
1102         switch (cmd) {
1103         case SIOCSIFMTU:
1104                 if (ifp->if_mtu != ifr->ifr_mtu) {
1105                         VTNET_CORE_LOCK(sc);
1106                         error = vtnet_change_mtu(sc, ifr->ifr_mtu);
1107                         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1108                 }
1109                 break;
1110
1111         case SIOCSIFFLAGS:
1112                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1113                 if ((ifp->if_flags & IFF_UP) == 0) {
1114                         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
1115                                 vtnet_stop(sc);
1116                 } else if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
1117                         if ((ifp->if_flags ^ sc->vtnet_if_flags) &
1118                             (IFF_PROMISC | IFF_ALLMULTI)) {
1119                                 if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX)
1120                                         vtnet_rx_filter(sc);
1121                                 else {
1122                                         ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
1123                                         if ((ifp->if_flags ^ sc->vtnet_if_flags)
1124                                             & IFF_ALLMULTI)
1125                                                 error = ENOTSUP;
1126                                 }
1127                         }
1128                 } else
1129                         vtnet_init_locked(sc);
1130
1131                 if (error == 0)
1132                         sc->vtnet_if_flags = ifp->if_flags;
1133                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1134                 break;
1135
1136         case SIOCADDMULTI:
1137         case SIOCDELMULTI:
1138                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) == 0)
1139                         break;
1140                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1141                 if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
1142                         vtnet_rx_filter_mac(sc);
1143                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1144                 break;
1145
1146         case SIOCSIFMEDIA:
1147         case SIOCGIFMEDIA:
1148                 error = ifmedia_ioctl(ifp, ifr, &sc->vtnet_media, cmd);
1149                 break;
1150
1151         case SIOCSIFCAP:
1152                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1153                 mask = ifr->ifr_reqcap ^ ifp->if_capenable;
1154
1155                 if (mask & IFCAP_TXCSUM)
1156                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TXCSUM;
1157                 if (mask & IFCAP_TXCSUM_IPV6)
1158                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TXCSUM_IPV6;
1159                 if (mask & IFCAP_TSO4)
1160                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TSO4;
1161                 if (mask & IFCAP_TSO6)
1162                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TSO6;
1163
1164                 if (mask & (IFCAP_RXCSUM | IFCAP_RXCSUM_IPV6 | IFCAP_LRO |
1165                     IFCAP_VLAN_HWFILTER)) {
1166                         /* These Rx features require us to renegotiate. */
1167                         reinit = 1;
1168
1169                         if (mask & IFCAP_RXCSUM)
1170                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_RXCSUM;
1171                         if (mask & IFCAP_RXCSUM_IPV6)
1172                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_RXCSUM_IPV6;
1173                         if (mask & IFCAP_LRO)
1174                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_LRO;
1175                         if (mask & IFCAP_VLAN_HWFILTER)
1176                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWFILTER;
1177                 } else
1178                         reinit = 0;
1179
1180                 if (mask & IFCAP_VLAN_HWTSO)
1181                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWTSO;
1182                 if (mask & IFCAP_VLAN_HWTAGGING)
1183                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWTAGGING;
1184
1185                 if (reinit && (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)) {
1186                         ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
1187                         vtnet_init_locked(sc);
1188                 }
1189
1190                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1191                 VLAN_CAPABILITIES(ifp);
1192
1193                 break;
1194
1195         default:
1196                 error = ether_ioctl(ifp, cmd, data);
1197                 break;
1198         }
1199
1200         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT_NOTOWNED(sc);
1201
1202         return (error);
1203 }
1204
1205 static int
1206 vtnet_rxq_populate(struct vtnet_rxq *rxq)
1207 {
1208         struct virtqueue *vq;
1209         int nbufs, error;
1210
1211 #ifdef DEV_NETMAP
1212         error = vtnet_netmap_rxq_populate(rxq);
1213         if (error >= 0)
1214                 return (error);
1215 #endif  /* DEV_NETMAP */
1216
1217         vq = rxq->vtnrx_vq;
1218         error = ENOSPC;
1219
1220         for (nbufs = 0; !virtqueue_full(vq); nbufs++) {
1221                 error = vtnet_rxq_new_buf(rxq);
1222                 if (error)
1223                         break;
1224         }
1225
1226         if (nbufs > 0) {
1227                 virtqueue_notify(vq);
1228                 /*
1229                  * EMSGSIZE signifies the virtqueue did not have enough
1230                  * entries available to hold the last mbuf. This is not
1231                  * an error.
1232                  */
1233                 if (error == EMSGSIZE)
1234                         error = 0;
1235         }
1236
1237         return (error);
1238 }
1239
1240 static void
1241 vtnet_rxq_free_mbufs(struct vtnet_rxq *rxq)
1242 {
1243         struct virtqueue *vq;
1244         struct mbuf *m;
1245         int last;
1246 #ifdef DEV_NETMAP
1247         int netmap_bufs = vtnet_netmap_queue_on(rxq->vtnrx_sc, NR_RX,
1248                                                 rxq->vtnrx_id);
1249 #else  /* !DEV_NETMAP */
1250         int netmap_bufs = 0;
1251 #endif /* !DEV_NETMAP */
1252
1253         vq = rxq->vtnrx_vq;
1254         last = 0;
1255
1256         while ((m = virtqueue_drain(vq, &last)) != NULL) {
1257                 if (!netmap_bufs)
1258                         m_freem(m);
1259         }
1260
1261         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
1262             ("%s: mbufs remaining in rx queue %p", __func__, rxq));
1263 }
1264
1265 static struct mbuf *
1266 vtnet_rx_alloc_buf(struct vtnet_softc *sc, int nbufs, struct mbuf **m_tailp)
1267 {
1268         struct mbuf *m_head, *m_tail, *m;
1269         int i, clsize;
1270
1271         clsize = sc->vtnet_rx_clsize;
1272
1273         KASSERT(nbufs == 1 || sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG,
1274             ("%s: chained mbuf %d request without LRO_NOMRG", __func__, nbufs));
1275
1276         m_head = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR, clsize);
1277         if (m_head == NULL)
1278                 goto fail;
1279
1280         m_head->m_len = clsize;
1281         m_tail = m_head;
1282
1283         /* Allocate the rest of the chain. */
1284         for (i = 1; i < nbufs; i++) {
1285                 m = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, 0, clsize);
1286                 if (m == NULL)
1287                         goto fail;
1288
1289                 m->m_len = clsize;
1290                 m_tail->m_next = m;
1291                 m_tail = m;
1292         }
1293
1294         if (m_tailp != NULL)
1295                 *m_tailp = m_tail;
1296
1297         return (m_head);
1298
1299 fail:
1300         sc->vtnet_stats.mbuf_alloc_failed++;
1301         m_freem(m_head);
1302
1303         return (NULL);
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Slow path for when LRO without mergeable buffers is negotiated.
1308  */
1309 static int
1310 vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m0,
1311     int len0)
1312 {
1313         struct vtnet_softc *sc;
1314         struct mbuf *m, *m_prev;
1315         struct mbuf *m_new, *m_tail;
1316         int len, clsize, nreplace, error;
1317
1318         sc = rxq->vtnrx_sc;
1319         clsize = sc->vtnet_rx_clsize;
1320
1321         m_prev = NULL;
1322         m_tail = NULL;
1323         nreplace = 0;
1324
1325         m = m0;
1326         len = len0;
1327
1328         /*
1329          * Since these mbuf chains are so large, we avoid allocating an
1330          * entire replacement chain if possible. When the received frame
1331          * did not consume the entire chain, the unused mbufs are moved
1332          * to the replacement chain.
1333          */
1334         while (len > 0) {
1335                 /*
1336                  * Something is seriously wrong if we received a frame
1337                  * larger than the chain. Drop it.
1338                  */
1339                 if (m == NULL) {
1340                         sc->vtnet_stats.rx_frame_too_large++;
1341                         return (EMSGSIZE);
1342                 }
1343
1344                 /* We always allocate the same cluster size. */
1345                 KASSERT(m->m_len == clsize,
1346                     ("%s: mbuf size %d is not the cluster size %d",
1347                     __func__, m->m_len, clsize));
1348
1349                 m->m_len = MIN(m->m_len, len);
1350                 len -= m->m_len;
1351
1352                 m_prev = m;
1353                 m = m->m_next;
1354                 nreplace++;
1355         }
1356
1357         KASSERT(nreplace <= sc->vtnet_rx_nmbufs,
1358             ("%s: too many replacement mbufs %d max %d", __func__, nreplace,
1359             sc->vtnet_rx_nmbufs));
1360
1361         m_new = vtnet_rx_alloc_buf(sc, nreplace, &m_tail);
1362         if (m_new == NULL) {
1363                 m_prev->m_len = clsize;
1364                 return (ENOBUFS);
1365         }
1366
1367         /*
1368          * Move any unused mbufs from the received chain onto the end
1369          * of the new chain.
1370          */
1371         if (m_prev->m_next != NULL) {
1372                 m_tail->m_next = m_prev->m_next;
1373                 m_prev->m_next = NULL;
1374         }
1375
1376         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m_new);
1377         if (error) {
1378                 /*
1379                  * BAD! We could not enqueue the replacement mbuf chain. We
1380                  * must restore the m0 chain to the original state if it was
1381                  * modified so we can subsequently discard it.
1382                  *
1383                  * NOTE: The replacement is suppose to be an identical copy
1384                  * to the one just dequeued so this is an unexpected error.
1385                  */
1386                 sc->vtnet_stats.rx_enq_replacement_failed++;
1387
1388                 if (m_tail->m_next != NULL) {
1389                         m_prev->m_next = m_tail->m_next;
1390                         m_tail->m_next = NULL;
1391                 }
1392
1393                 m_prev->m_len = clsize;
1394                 m_freem(m_new);
1395         }
1396
1397         return (error);
1398 }
1399
1400 static int
1401 vtnet_rxq_replace_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m, int len)
1402 {
1403         struct vtnet_softc *sc;
1404         struct mbuf *m_new;
1405         int error;
1406
1407         sc = rxq->vtnrx_sc;
1408
1409         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG || m->m_next == NULL,
1410             ("%s: chained mbuf without LRO_NOMRG", __func__));
1411
1412         if (m->m_next == NULL) {
1413                 /* Fast-path for the common case of just one mbuf. */
1414                 if (m->m_len < len)
1415                         return (EINVAL);
1416
1417                 m_new = vtnet_rx_alloc_buf(sc, 1, NULL);
1418                 if (m_new == NULL)
1419                         return (ENOBUFS);
1420
1421                 error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m_new);
1422                 if (error) {
1423                         /*
1424                          * The new mbuf is suppose to be an identical
1425                          * copy of the one just dequeued so this is an
1426                          * unexpected error.
1427                          */
1428                         m_freem(m_new);
1429                         sc->vtnet_stats.rx_enq_replacement_failed++;
1430                 } else
1431                         m->m_len = len;
1432         } else
1433                 error = vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(rxq, m, len);
1434
1435         return (error);
1436 }
1437
1438 static int
1439 vtnet_rxq_enqueue_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m)
1440 {
1441         struct vtnet_softc *sc;
1442         struct sglist *sg;
1443         struct vtnet_rx_header *rxhdr;
1444         uint8_t *mdata;
1445         int offset, error;
1446
1447         sc = rxq->vtnrx_sc;
1448         sg = rxq->vtnrx_sg;
1449         mdata = mtod(m, uint8_t *);
1450
1451         VTNET_RXQ_LOCK_ASSERT(rxq);
1452         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG || m->m_next == NULL,
1453             ("%s: chained mbuf without LRO_NOMRG", __func__));
1454         KASSERT(m->m_len == sc->vtnet_rx_clsize,
1455             ("%s: unexpected cluster size %d/%d", __func__, m->m_len,
1456              sc->vtnet_rx_clsize));
1457
1458         sglist_reset(sg);
1459         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1460                 MPASS(sc->vtnet_hdr_size == sizeof(struct virtio_net_hdr));
1461                 rxhdr = (struct vtnet_rx_header *) mdata;
1462                 sglist_append(sg, &rxhdr->vrh_hdr, sc->vtnet_hdr_size);
1463                 offset = sizeof(struct vtnet_rx_header);
1464         } else
1465                 offset = 0;
1466
1467         sglist_append(sg, mdata + offset, m->m_len - offset);
1468         if (m->m_next != NULL) {
1469                 error = sglist_append_mbuf(sg, m->m_next);
1470                 MPASS(error == 0);
1471         }
1472
1473         error = virtqueue_enqueue(rxq->vtnrx_vq, m, sg, 0, sg->sg_nseg);
1474
1475         return (error);
1476 }
1477
1478 static int
1479 vtnet_rxq_new_buf(struct vtnet_rxq *rxq)
1480 {
1481         struct vtnet_softc *sc;
1482         struct mbuf *m;
1483         int error;
1484
1485         sc = rxq->vtnrx_sc;
1486
1487         m = vtnet_rx_alloc_buf(sc, sc->vtnet_rx_nmbufs, NULL);
1488         if (m == NULL)
1489                 return (ENOBUFS);
1490
1491         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m);
1492         if (error)
1493                 m_freem(m);
1494
1495         return (error);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Use the checksum offset in the VirtIO header to set the
1500  * correct CSUM_* flags.
1501  */
1502 static int
1503 vtnet_rxq_csum_by_offset(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1504     uint16_t eth_type, int ip_start, struct virtio_net_hdr *hdr)
1505 {
1506         struct vtnet_softc *sc;
1507 #if defined(INET) || defined(INET6)
1508         int offset = hdr->csum_start + hdr->csum_offset;
1509 #endif
1510
1511         sc = rxq->vtnrx_sc;
1512
1513         /* Only do a basic sanity check on the offset. */
1514         switch (eth_type) {
1515 #if defined(INET)
1516         case ETHERTYPE_IP:
1517                 if (__predict_false(offset < ip_start + sizeof(struct ip)))
1518                         return (1);
1519                 break;
1520 #endif
1521 #if defined(INET6)
1522         case ETHERTYPE_IPV6:
1523                 if (__predict_false(offset < ip_start + sizeof(struct ip6_hdr)))
1524                         return (1);
1525                 break;
1526 #endif
1527         default:
1528                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_ethtype++;
1529                 return (1);
1530         }
1531
1532         /*
1533          * Use the offset to determine the appropriate CSUM_* flags. This is
1534          * a bit dirty, but we can get by with it since the checksum offsets
1535          * happen to be different. We assume the host host does not do IPv4
1536          * header checksum offloading.
1537          */
1538         switch (hdr->csum_offset) {
1539         case offsetof(struct udphdr, uh_sum):
1540         case offsetof(struct tcphdr, th_sum):
1541                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1542                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1543                 break;
1544         default:
1545                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_offset++;
1546                 return (1);
1547         }
1548
1549         return (0);
1550 }
1551
1552 static int
1553 vtnet_rxq_csum_by_parse(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1554     uint16_t eth_type, int ip_start, struct virtio_net_hdr *hdr)
1555 {
1556         struct vtnet_softc *sc;
1557         int offset, proto;
1558
1559         sc = rxq->vtnrx_sc;
1560
1561         switch (eth_type) {
1562 #if defined(INET)
1563         case ETHERTYPE_IP: {
1564                 struct ip *ip;
1565                 if (__predict_false(m->m_len < ip_start + sizeof(struct ip)))
1566                         return (1);
1567                 ip = (struct ip *)(m->m_data + ip_start);
1568                 proto = ip->ip_p;
1569                 offset = ip_start + (ip->ip_hl << 2);
1570                 break;
1571         }
1572 #endif
1573 #if defined(INET6)
1574         case ETHERTYPE_IPV6:
1575                 if (__predict_false(m->m_len < ip_start +
1576                     sizeof(struct ip6_hdr)))
1577                         return (1);
1578                 offset = ip6_lasthdr(m, ip_start, IPPROTO_IPV6, &proto);
1579                 if (__predict_false(offset < 0))
1580                         return (1);
1581                 break;
1582 #endif
1583         default:
1584                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_ethtype++;
1585                 return (1);
1586         }
1587
1588         switch (proto) {
1589         case IPPROTO_TCP:
1590                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct tcphdr)))
1591                         return (1);
1592                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1593                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1594                 break;
1595         case IPPROTO_UDP:
1596                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct udphdr)))
1597                         return (1);
1598                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1599                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1600                 break;
1601         default:
1602                 /*
1603                  * For the remaining protocols, FreeBSD does not support
1604                  * checksum offloading, so the checksum will be recomputed.
1605                  */
1606 #if 0
1607                 if_printf(sc->vtnet_ifp, "cksum offload of unsupported "
1608                     "protocol eth_type=%#x proto=%d csum_start=%d "
1609                     "csum_offset=%d\n", __func__, eth_type, proto,
1610                     hdr->csum_start, hdr->csum_offset);
1611 #endif
1612                 break;
1613         }
1614
1615         return (0);
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Set the appropriate CSUM_* flags. Unfortunately, the information
1620  * provided is not directly useful to us. The VirtIO header gives the
1621  * offset of the checksum, which is all Linux needs, but this is not
1622  * how FreeBSD does things. We are forced to peek inside the packet
1623  * a bit.
1624  *
1625  * It would be nice if VirtIO gave us the L4 protocol or if FreeBSD
1626  * could accept the offsets and let the stack figure it out.
1627  */
1628 static int
1629 vtnet_rxq_csum(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1630     struct virtio_net_hdr *hdr)
1631 {
1632         struct ether_header *eh;
1633         struct ether_vlan_header *evh;
1634         uint16_t eth_type;
1635         int offset, error;
1636
1637         eh = mtod(m, struct ether_header *);
1638         eth_type = ntohs(eh->ether_type);
1639         if (eth_type == ETHERTYPE_VLAN) {
1640                 /* BMV: We should handle nested VLAN tags too. */
1641                 evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
1642                 eth_type = ntohs(evh->evl_proto);
1643                 offset = sizeof(struct ether_vlan_header);
1644         } else
1645                 offset = sizeof(struct ether_header);
1646
1647         if (hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM)
1648                 error = vtnet_rxq_csum_by_offset(rxq, m, eth_type, offset, hdr);
1649         else
1650                 error = vtnet_rxq_csum_by_parse(rxq, m, eth_type, offset, hdr);
1651
1652         return (error);
1653 }
1654
1655 static void
1656 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(struct vtnet_rxq *rxq, int nbufs)
1657 {
1658         struct mbuf *m;
1659
1660         while (--nbufs > 0) {
1661                 m = virtqueue_dequeue(rxq->vtnrx_vq, NULL);
1662                 if (m == NULL)
1663                         break;
1664                 vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1665         }
1666 }
1667
1668 static void
1669 vtnet_rxq_discard_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m)
1670 {
1671         int error;
1672
1673         /*
1674          * Requeue the discarded mbuf. This should always be successful
1675          * since it was just dequeued.
1676          */
1677         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m);
1678         KASSERT(error == 0,
1679             ("%s: cannot requeue discarded mbuf %d", __func__, error));
1680 }
1681
1682 static int
1683 vtnet_rxq_merged_eof(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m_head, int nbufs)
1684 {
1685         struct vtnet_softc *sc;
1686         struct virtqueue *vq;
1687         struct mbuf *m, *m_tail;
1688         int len;
1689
1690         sc = rxq->vtnrx_sc;
1691         vq = rxq->vtnrx_vq;
1692         m_tail = m_head;
1693
1694         while (--nbufs > 0) {
1695                 m = virtqueue_dequeue(vq, &len);
1696                 if (m == NULL) {
1697                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ierrors++;
1698                         goto fail;
1699                 }
1700
1701                 if (vtnet_rxq_new_buf(rxq) != 0) {
1702                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_iqdrops++;
1703                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1704                         if (nbufs > 1)
1705                                 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(rxq, nbufs);
1706                         goto fail;
1707                 }
1708
1709                 if (m->m_len < len)
1710                         len = m->m_len;
1711
1712                 m->m_len = len;
1713                 m->m_flags &= ~M_PKTHDR;
1714
1715                 m_head->m_pkthdr.len += len;
1716                 m_tail->m_next = m;
1717                 m_tail = m;
1718         }
1719
1720         return (0);
1721
1722 fail:
1723         sc->vtnet_stats.rx_mergeable_failed++;
1724         m_freem(m_head);
1725
1726         return (1);
1727 }
1728
1729 static void
1730 vtnet_rxq_input(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1731     struct virtio_net_hdr *hdr)
1732 {
1733         struct vtnet_softc *sc;
1734         struct ifnet *ifp;
1735         struct ether_header *eh;
1736
1737         sc = rxq->vtnrx_sc;
1738         ifp = sc->vtnet_ifp;
1739
1740         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWTAGGING) {
1741                 eh = mtod(m, struct ether_header *);
1742                 if (eh->ether_type == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
1743                         vtnet_vlan_tag_remove(m);
1744                         /*
1745                          * With the 802.1Q header removed, update the
1746                          * checksum starting location accordingly.
1747                          */
1748                         if (hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM)
1749                                 hdr->csum_start -= ETHER_VLAN_ENCAP_LEN;
1750                 }
1751         }
1752
1753         m->m_pkthdr.flowid = rxq->vtnrx_id;
1754         M_HASHTYPE_SET(m, M_HASHTYPE_OPAQUE);
1755
1756         /*
1757          * BMV: FreeBSD does not have the UNNECESSARY and PARTIAL checksum
1758          * distinction that Linux does. Need to reevaluate if performing
1759          * offloading for the NEEDS_CSUM case is really appropriate.
1760          */
1761         if (hdr->flags & (VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM |
1762             VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID)) {
1763                 if (vtnet_rxq_csum(rxq, m, hdr) == 0)
1764                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_csum++;
1765                 else
1766                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_csum_failed++;
1767         }
1768
1769         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ipackets++;
1770         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ibytes += m->m_pkthdr.len;
1771
1772         VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1773         (*ifp->if_input)(ifp, m);
1774         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1775 }
1776
1777 static int
1778 vtnet_rxq_eof(struct vtnet_rxq *rxq)
1779 {
1780         struct virtio_net_hdr lhdr, *hdr;
1781         struct vtnet_softc *sc;
1782         struct ifnet *ifp;
1783         struct virtqueue *vq;
1784         struct mbuf *m, *mr;
1785         struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf *mhdr;
1786         int len, deq, nbufs, adjsz, count;
1787         pfil_return_t pfil;
1788         bool pfil_done;
1789
1790         sc = rxq->vtnrx_sc;
1791         vq = rxq->vtnrx_vq;
1792         ifp = sc->vtnet_ifp;
1793         hdr = &lhdr;
1794         deq = 0;
1795         count = sc->vtnet_rx_process_limit;
1796
1797         VTNET_RXQ_LOCK_ASSERT(rxq);
1798
1799         while (count-- > 0) {
1800                 m = virtqueue_dequeue(vq, &len);
1801                 if (m == NULL)
1802                         break;
1803                 deq++;
1804
1805                 if (len < sc->vtnet_hdr_size + ETHER_HDR_LEN) {
1806                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ierrors++;
1807                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1808                         continue;
1809                 }
1810
1811                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1812                         nbufs = 1;
1813                         adjsz = sizeof(struct vtnet_rx_header);
1814                         /*
1815                          * Account for our pad inserted between the header
1816                          * and the actual start of the frame.
1817                          */
1818                         len += VTNET_RX_HEADER_PAD;
1819                 } else {
1820                         mhdr = mtod(m, struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf *);
1821                         nbufs = mhdr->num_buffers;
1822                         adjsz = sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf);
1823                 }
1824
1825                 /*
1826                  * If we have enough data in first mbuf, run it through
1827                  * pfil as a memory buffer before dequeueing the rest.
1828                  */
1829                 if (PFIL_HOOKED_IN(sc->vtnet_pfil) &&
1830                     len - adjsz >= ETHER_HDR_LEN + max_protohdr) {
1831                         pfil = pfil_run_hooks(sc->vtnet_pfil,
1832                             m->m_data + adjsz, ifp,
1833                             (len - adjsz) | PFIL_MEMPTR | PFIL_IN, NULL);
1834                         switch (pfil) {
1835                         case PFIL_REALLOCED:
1836                                 mr = pfil_mem2mbuf(m->m_data + adjsz);
1837                                 vtnet_rxq_input(rxq, mr, hdr);
1838                                 /* FALLTHROUGH */
1839                         case PFIL_DROPPED:
1840                         case PFIL_CONSUMED:
1841                                 vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1842                                 if (nbufs > 1)
1843                                         vtnet_rxq_discard_merged_bufs(rxq,
1844                                             nbufs);
1845                                 continue;
1846                         default:
1847                                 KASSERT(pfil == PFIL_PASS,
1848                                     ("Filter returned %d!\n", pfil));
1849                         };
1850                         pfil_done = true;
1851                 } else
1852                         pfil_done = false;
1853
1854                 if (vtnet_rxq_replace_buf(rxq, m, len) != 0) {
1855                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_iqdrops++;
1856                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1857                         if (nbufs > 1)
1858                                 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(rxq, nbufs);
1859                         continue;
1860                 }
1861
1862                 m->m_pkthdr.len = len;
1863                 m->m_pkthdr.rcvif = ifp;
1864                 m->m_pkthdr.csum_flags = 0;
1865
1866                 if (nbufs > 1) {
1867                         /* Dequeue the rest of chain. */
1868                         if (vtnet_rxq_merged_eof(rxq, m, nbufs) != 0)
1869                                 continue;
1870                 }
1871
1872                 /*
1873                  * Save copy of header before we strip it. For both mergeable
1874                  * and non-mergeable, the header is at the beginning of the
1875                  * mbuf data. We no longer need num_buffers, so always use a
1876                  * regular header.
1877                  *
1878                  * BMV: Is this memcpy() expensive? We know the mbuf data is
1879                  * still valid even after the m_adj().
1880                  */
1881                 memcpy(hdr, mtod(m, void *), sizeof(struct virtio_net_hdr));
1882                 m_adj(m, adjsz);
1883
1884                 if (PFIL_HOOKED_IN(sc->vtnet_pfil) && pfil_done == false) {
1885                         pfil = pfil_run_hooks(sc->vtnet_pfil, &m, ifp, PFIL_IN,
1886                             NULL);
1887                         switch (pfil) {
1888                         case PFIL_DROPPED:
1889                         case PFIL_CONSUMED:
1890                                 continue;
1891                         default:
1892                                 KASSERT(pfil == PFIL_PASS,
1893                                     ("Filter returned %d!\n", pfil));
1894                         }
1895                 }
1896
1897                 vtnet_rxq_input(rxq, m, hdr);
1898
1899                 /* Must recheck after dropping the Rx lock. */
1900                 if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
1901                         break;
1902         }
1903
1904         if (deq > 0)
1905                 virtqueue_notify(vq);
1906
1907         return (count > 0 ? 0 : EAGAIN);
1908 }
1909
1910 static void
1911 vtnet_rx_vq_intr(void *xrxq)
1912 {
1913         struct vtnet_softc *sc;
1914         struct vtnet_rxq *rxq;
1915         struct ifnet *ifp;
1916         int tries, more;
1917
1918         rxq = xrxq;
1919         sc = rxq->vtnrx_sc;
1920         ifp = sc->vtnet_ifp;
1921         tries = 0;
1922
1923         if (__predict_false(rxq->vtnrx_id >= sc->vtnet_act_vq_pairs)) {
1924                 /*
1925                  * Ignore this interrupt. Either this is a spurious interrupt
1926                  * or multiqueue without per-VQ MSIX so every queue needs to
1927                  * be polled (a brain dead configuration we could try harder
1928                  * to avoid).
1929                  */
1930                 vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1931                 return;
1932         }
1933
1934 #ifdef DEV_NETMAP
1935         if (netmap_rx_irq(ifp, rxq->vtnrx_id, &more) != NM_IRQ_PASS)
1936                 return;
1937 #endif /* DEV_NETMAP */
1938
1939         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1940
1941 again:
1942         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
1943                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1944                 return;
1945         }
1946
1947         more = vtnet_rxq_eof(rxq);
1948         if (more || vtnet_rxq_enable_intr(rxq) != 0) {
1949                 if (!more)
1950                         vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1951                 /*
1952                  * This is an occasional condition or race (when !more),
1953                  * so retry a few times before scheduling the taskqueue.
1954                  */
1955                 if (tries++ < VTNET_INTR_DISABLE_RETRIES)
1956                         goto again;
1957
1958                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1959                 rxq->vtnrx_stats.vrxs_rescheduled++;
1960                 taskqueue_enqueue(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
1961         } else
1962                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1963 }
1964
1965 static void
1966 vtnet_rxq_tq_intr(void *xrxq, int pending)
1967 {
1968         struct vtnet_softc *sc;
1969         struct vtnet_rxq *rxq;
1970         struct ifnet *ifp;
1971         int more;
1972
1973         rxq = xrxq;
1974         sc = rxq->vtnrx_sc;
1975         ifp = sc->vtnet_ifp;
1976
1977         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1978
1979         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
1980                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1981                 return;
1982         }
1983
1984         more = vtnet_rxq_eof(rxq);
1985         if (more || vtnet_rxq_enable_intr(rxq) != 0) {
1986                 if (!more)
1987                         vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1988                 rxq->vtnrx_stats.vrxs_rescheduled++;
1989                 taskqueue_enqueue(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
1990         }
1991
1992         VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1993 }
1994
1995 static int
1996 vtnet_txq_below_threshold(struct vtnet_txq *txq)
1997 {
1998         struct vtnet_softc *sc;
1999         struct virtqueue *vq;
2000
2001         sc = txq->vtntx_sc;
2002         vq = txq->vtntx_vq;
2003
2004         return (virtqueue_nfree(vq) <= sc->vtnet_tx_intr_thresh);
2005 }
2006
2007 static int
2008 vtnet_txq_notify(struct vtnet_txq *txq)
2009 {
2010         struct virtqueue *vq;
2011
2012         vq = txq->vtntx_vq;
2013
2014         txq->vtntx_watchdog = VTNET_TX_TIMEOUT;
2015         virtqueue_notify(vq);
2016
2017         if (vtnet_txq_enable_intr(txq) == 0)
2018                 return (0);
2019
2020         /*
2021          * Drain frames that were completed since last checked. If this
2022          * causes the queue to go above the threshold, the caller should
2023          * continue transmitting.
2024          */
2025         if (vtnet_txq_eof(txq) != 0 && vtnet_txq_below_threshold(txq) == 0) {
2026                 virtqueue_disable_intr(vq);
2027                 return (1);
2028         }
2029
2030         return (0);
2031 }
2032
2033 static void
2034 vtnet_txq_free_mbufs(struct vtnet_txq *txq)
2035 {
2036         struct virtqueue *vq;
2037         struct vtnet_tx_header *txhdr;
2038         int last;
2039 #ifdef DEV_NETMAP
2040         int netmap_bufs = vtnet_netmap_queue_on(txq->vtntx_sc, NR_TX,
2041                                                 txq->vtntx_id);
2042 #else  /* !DEV_NETMAP */
2043         int netmap_bufs = 0;
2044 #endif /* !DEV_NETMAP */
2045
2046         vq = txq->vtntx_vq;
2047         last = 0;
2048
2049         while ((txhdr = virtqueue_drain(vq, &last)) != NULL) {
2050                 if (!netmap_bufs) {
2051                         m_freem(txhdr->vth_mbuf);
2052                         uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
2053                 }
2054         }
2055
2056         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
2057             ("%s: mbufs remaining in tx queue %p", __func__, txq));
2058 }
2059
2060 /*
2061  * BMV: Much of this can go away once we finally have offsets in
2062  * the mbuf packet header. Bug andre@.
2063  */
2064 static int
2065 vtnet_txq_offload_ctx(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m,
2066     int *etype, int *proto, int *start)
2067 {
2068         struct vtnet_softc *sc;
2069         struct ether_vlan_header *evh;
2070         int offset;
2071
2072         sc = txq->vtntx_sc;
2073
2074         evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
2075         if (evh->evl_encap_proto == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
2076                 /* BMV: We should handle nested VLAN tags too. */
2077                 *etype = ntohs(evh->evl_proto);
2078                 offset = sizeof(struct ether_vlan_header);
2079         } else {
2080                 *etype = ntohs(evh->evl_encap_proto);
2081                 offset = sizeof(struct ether_header);
2082         }
2083
2084         switch (*etype) {
2085 #if defined(INET)
2086         case ETHERTYPE_IP: {
2087                 struct ip *ip, iphdr;
2088                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct ip))) {
2089                         m_copydata(m, offset, sizeof(struct ip),
2090                             (caddr_t) &iphdr);
2091                         ip = &iphdr;
2092                 } else
2093                         ip = (struct ip *)(m->m_data + offset);
2094                 *proto = ip->ip_p;
2095                 *start = offset + (ip->ip_hl << 2);
2096                 break;
2097         }
2098 #endif
2099 #if defined(INET6)
2100         case ETHERTYPE_IPV6:
2101                 *proto = -1;
2102                 *start = ip6_lasthdr(m, offset, IPPROTO_IPV6, proto);
2103                 /* Assert the network stack sent us a valid packet. */
2104                 KASSERT(*start > offset,
2105                     ("%s: mbuf %p start %d offset %d proto %d", __func__, m,
2106                     *start, offset, *proto));
2107                 break;
2108 #endif
2109         default:
2110                 sc->vtnet_stats.tx_csum_bad_ethtype++;
2111                 return (EINVAL);
2112         }
2113
2114         return (0);
2115 }
2116
2117 static int
2118 vtnet_txq_offload_tso(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m, int eth_type,
2119     int offset, struct virtio_net_hdr *hdr)
2120 {
2121         static struct timeval lastecn;
2122         static int curecn;
2123         struct vtnet_softc *sc;
2124         struct tcphdr *tcp, tcphdr;
2125
2126         sc = txq->vtntx_sc;
2127
2128         if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct tcphdr))) {
2129                 m_copydata(m, offset, sizeof(struct tcphdr), (caddr_t) &tcphdr);
2130                 tcp = &tcphdr;
2131         } else
2132                 tcp = (struct tcphdr *)(m->m_data + offset);
2133
2134         hdr->hdr_len = offset + (tcp->th_off << 2);
2135         hdr->gso_size = m->m_pkthdr.tso_segsz;
2136         hdr->gso_type = eth_type == ETHERTYPE_IP ? VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4 :
2137             VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
2138
2139         if (tcp->th_flags & TH_CWR) {
2140                 /*
2141                  * Drop if VIRTIO_NET_F_HOST_ECN was not negotiated. In FreeBSD,
2142                  * ECN support is not on a per-interface basis, but globally via
2143                  * the net.inet.tcp.ecn.enable sysctl knob. The default is off.
2144                  */
2145                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_TSO_ECN) == 0) {
2146                         if (ppsratecheck(&lastecn, &curecn, 1))
2147                                 if_printf(sc->vtnet_ifp,
2148                                     "TSO with ECN not negotiated with host\n");
2149                         return (ENOTSUP);
2150                 }
2151                 hdr->gso_type |= VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
2152         }
2153
2154         txq->vtntx_stats.vtxs_tso++;
2155
2156         return (0);
2157 }
2158
2159 static struct mbuf *
2160 vtnet_txq_offload(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m,
2161     struct virtio_net_hdr *hdr)
2162 {
2163         struct vtnet_softc *sc;
2164         int flags, etype, csum_start, proto, error;
2165
2166         sc = txq->vtntx_sc;
2167         flags = m->m_pkthdr.csum_flags;
2168
2169         error = vtnet_txq_offload_ctx(txq, m, &etype, &proto, &csum_start);
2170         if (error)
2171                 goto drop;
2172
2173         if ((etype == ETHERTYPE_IP && flags & VTNET_CSUM_OFFLOAD) ||
2174             (etype == ETHERTYPE_IPV6 && flags & VTNET_CSUM_OFFLOAD_IPV6)) {
2175                 /*
2176                  * We could compare the IP protocol vs the CSUM_ flag too,
2177                  * but that really should not be necessary.
2178                  */
2179                 hdr->flags |= VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
2180                 hdr->csum_start = csum_start;
2181                 hdr->csum_offset = m->m_pkthdr.csum_data;
2182                 txq->vtntx_stats.vtxs_csum++;
2183         }
2184
2185         if (flags & CSUM_TSO) {
2186                 if (__predict_false(proto != IPPROTO_TCP)) {
2187                         /* Likely failed to correctly parse the mbuf. */
2188                         sc->vtnet_stats.tx_tso_not_tcp++;
2189                         goto drop;
2190                 }
2191
2192                 KASSERT(hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM,
2193                     ("%s: mbuf %p TSO without checksum offload %#x",
2194                     __func__, m, flags));
2195
2196                 error = vtnet_txq_offload_tso(txq, m, etype, csum_start, hdr);
2197                 if (error)
2198                         goto drop;
2199         }
2200
2201         return (m);
2202
2203 drop:
2204         m_freem(m);
2205         return (NULL);
2206 }
2207
2208 static int
2209 vtnet_txq_enqueue_buf(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf **m_head,
2210     struct vtnet_tx_header *txhdr)
2211 {
2212         struct vtnet_softc *sc;
2213         struct virtqueue *vq;
2214         struct sglist *sg;
2215         struct mbuf *m;
2216         int error;
2217
2218         sc = txq->vtntx_sc;
2219         vq = txq->vtntx_vq;
2220         sg = txq->vtntx_sg;
2221         m = *m_head;
2222
2223         sglist_reset(sg);
2224         error = sglist_append(sg, &txhdr->vth_uhdr, sc->vtnet_hdr_size);
2225         KASSERT(error == 0 && sg->sg_nseg == 1,
2226             ("%s: error %d adding header to sglist", __func__, error));
2227
2228         error = sglist_append_mbuf(sg, m);
2229         if (error) {
2230                 m = m_defrag(m, M_NOWAIT);
2231                 if (m == NULL)
2232                         goto fail;
2233
2234                 *m_head = m;
2235                 sc->vtnet_stats.tx_defragged++;
2236
2237                 error = sglist_append_mbuf(sg, m);
2238                 if (error)
2239                         goto fail;
2240         }
2241
2242         txhdr->vth_mbuf = m;
2243         error = virtqueue_enqueue(vq, txhdr, sg, sg->sg_nseg, 0);
2244
2245         return (error);
2246
2247 fail:
2248         sc->vtnet_stats.tx_defrag_failed++;
2249         m_freem(*m_head);
2250         *m_head = NULL;
2251
2252         return (ENOBUFS);
2253 }
2254
2255 static int
2256 vtnet_txq_encap(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf **m_head, int flags)
2257 {
2258         struct vtnet_tx_header *txhdr;
2259         struct virtio_net_hdr *hdr;
2260         struct mbuf *m;
2261         int error;
2262
2263         m = *m_head;
2264         M_ASSERTPKTHDR(m);
2265
2266         txhdr = uma_zalloc(vtnet_tx_header_zone, flags | M_ZERO);
2267         if (txhdr == NULL) {
2268                 m_freem(m);
2269                 *m_head = NULL;
2270                 return (ENOMEM);
2271         }
2272
2273         /*
2274          * Always use the non-mergeable header, regardless if the feature
2275          * was negotiated. For transmit, num_buffers is always zero. The
2276          * vtnet_hdr_size is used to enqueue the correct header size.
2277          */
2278         hdr = &txhdr->vth_uhdr.hdr;
2279
2280         if (m->m_flags & M_VLANTAG) {
2281                 m = ether_vlanencap(m, m->m_pkthdr.ether_vtag);
2282                 if ((*m_head = m) == NULL) {
2283                         error = ENOBUFS;
2284                         goto fail;
2285                 }
2286                 m->m_flags &= ~M_VLANTAG;
2287         }
2288
2289         if (m->m_pkthdr.csum_flags & VTNET_CSUM_ALL_OFFLOAD) {
2290                 m = vtnet_txq_offload(txq, m, hdr);
2291                 if ((*m_head = m) == NULL) {
2292                         error = ENOBUFS;
2293                         goto fail;
2294                 }
2295         }
2296
2297         error = vtnet_txq_enqueue_buf(txq, m_head, txhdr);
2298         if (error == 0)
2299                 return (0);
2300
2301 fail:
2302         uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
2303
2304         return (error);
2305 }
2306
2307 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
2308
2309 static void
2310 vtnet_start_locked(struct vtnet_txq *txq, struct ifnet *ifp)
2311 {
2312         struct vtnet_softc *sc;
2313         struct virtqueue *vq;
2314         struct mbuf *m0;
2315         int tries, enq;
2316
2317         sc = txq->vtntx_sc;
2318         vq = txq->vtntx_vq;
2319         tries = 0;
2320
2321         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2322
2323         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0 ||
2324             sc->vtnet_link_active == 0)
2325                 return;
2326
2327         vtnet_txq_eof(txq);
2328
2329 again:
2330         enq = 0;
2331
2332         while (!IFQ_DRV_IS_EMPTY(&ifp->if_snd)) {
2333                 if (virtqueue_full(vq))
2334                         break;
2335
2336                 IFQ_DRV_DEQUEUE(&ifp->if_snd, m0);
2337                 if (m0 == NULL)
2338                         break;
2339
2340                 if (vtnet_txq_encap(txq, &m0, M_NOWAIT) != 0) {
2341                         if (m0 != NULL)
2342                                 IFQ_DRV_PREPEND(&ifp->if_snd, m0);
2343                         break;
2344                 }
2345
2346                 enq++;
2347                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, m0);
2348         }
2349
2350         if (enq > 0 && vtnet_txq_notify(txq) != 0) {
2351                 if (tries++ < VTNET_NOTIFY_RETRIES)
2352                         goto again;
2353
2354                 txq->vtntx_stats.vtxs_rescheduled++;
2355                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2356         }
2357 }
2358
2359 static void
2360 vtnet_start(struct ifnet *ifp)
2361 {
2362         struct vtnet_softc *sc;
2363         struct vtnet_txq *txq;
2364
2365         sc = ifp->if_softc;
2366         txq = &sc->vtnet_txqs[0];
2367
2368         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2369         vtnet_start_locked(txq, ifp);
2370         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2371 }
2372
2373 #else /* !VTNET_LEGACY_TX */
2374
2375 static int
2376 vtnet_txq_mq_start_locked(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m)
2377 {
2378         struct vtnet_softc *sc;
2379         struct virtqueue *vq;
2380         struct buf_ring *br;
2381         struct ifnet *ifp;
2382         int enq, tries, error;
2383
2384         sc = txq->vtntx_sc;
2385         vq = txq->vtntx_vq;
2386         br = txq->vtntx_br;
2387         ifp = sc->vtnet_ifp;
2388         tries = 0;
2389         error = 0;
2390
2391         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2392
2393         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0 ||
2394             sc->vtnet_link_active == 0) {
2395                 if (m != NULL)
2396                         error = drbr_enqueue(ifp, br, m);
2397                 return (error);
2398         }
2399
2400         if (m != NULL) {
2401                 error = drbr_enqueue(ifp, br, m);
2402                 if (error)
2403                         return (error);
2404         }
2405
2406         vtnet_txq_eof(txq);
2407
2408 again:
2409         enq = 0;
2410
2411         while ((m = drbr_peek(ifp, br)) != NULL) {
2412                 if (virtqueue_full(vq)) {
2413                         drbr_putback(ifp, br, m);
2414                         break;
2415                 }
2416
2417                 if (vtnet_txq_encap(txq, &m, M_NOWAIT) != 0) {
2418                         if (m != NULL)
2419                                 drbr_putback(ifp, br, m);
2420                         else
2421                                 drbr_advance(ifp, br);
2422                         break;
2423                 }
2424                 drbr_advance(ifp, br);
2425
2426                 enq++;
2427                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, m);
2428         }
2429
2430         if (enq > 0 && vtnet_txq_notify(txq) != 0) {
2431                 if (tries++ < VTNET_NOTIFY_RETRIES)
2432                         goto again;
2433
2434                 txq->vtntx_stats.vtxs_rescheduled++;
2435                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2436         }
2437
2438         return (0);
2439 }
2440
2441 static int
2442 vtnet_txq_mq_start(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m)
2443 {
2444         struct vtnet_softc *sc;
2445         struct vtnet_txq *txq;
2446         int i, npairs, error;
2447
2448         sc = ifp->if_softc;
2449         npairs = sc->vtnet_act_vq_pairs;
2450
2451         /* check if flowid is set */
2452         if (M_HASHTYPE_GET(m) != M_HASHTYPE_NONE)
2453                 i = m->m_pkthdr.flowid % npairs;
2454         else
2455                 i = curcpu % npairs;
2456
2457         txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2458
2459         if (VTNET_TXQ_TRYLOCK(txq) != 0) {
2460                 error = vtnet_txq_mq_start_locked(txq, m);
2461                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2462         } else {
2463                 error = drbr_enqueue(ifp, txq->vtntx_br, m);
2464                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_defrtask);
2465         }
2466
2467         return (error);
2468 }
2469
2470 static void
2471 vtnet_txq_tq_deferred(void *xtxq, int pending)
2472 {
2473         struct vtnet_softc *sc;
2474         struct vtnet_txq *txq;
2475
2476         txq = xtxq;
2477         sc = txq->vtntx_sc;
2478
2479         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2480         if (!drbr_empty(sc->vtnet_ifp, txq->vtntx_br))
2481                 vtnet_txq_mq_start_locked(txq, NULL);
2482         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2483 }
2484
2485 #endif /* VTNET_LEGACY_TX */
2486
2487 static void
2488 vtnet_txq_start(struct vtnet_txq *txq)
2489 {
2490         struct vtnet_softc *sc;
2491         struct ifnet *ifp;
2492
2493         sc = txq->vtntx_sc;
2494         ifp = sc->vtnet_ifp;
2495
2496 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
2497         if (!IFQ_DRV_IS_EMPTY(&ifp->if_snd))
2498                 vtnet_start_locked(txq, ifp);
2499 #else
2500         if (!drbr_empty(ifp, txq->vtntx_br))
2501                 vtnet_txq_mq_start_locked(txq, NULL);
2502 #endif
2503 }
2504
2505 static void
2506 vtnet_txq_tq_intr(void *xtxq, int pending)
2507 {
2508         struct vtnet_softc *sc;
2509         struct vtnet_txq *txq;
2510         struct ifnet *ifp;
2511
2512         txq = xtxq;
2513         sc = txq->vtntx_sc;
2514         ifp = sc->vtnet_ifp;
2515
2516         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2517
2518         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
2519                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2520                 return;
2521         }
2522
2523         vtnet_txq_eof(txq);
2524         vtnet_txq_start(txq);
2525
2526         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2527 }
2528
2529 static int
2530 vtnet_txq_eof(struct vtnet_txq *txq)
2531 {
2532         struct virtqueue *vq;
2533         struct vtnet_tx_header *txhdr;
2534         struct mbuf *m;
2535         int deq;
2536
2537         vq = txq->vtntx_vq;
2538         deq = 0;
2539         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2540
2541         while ((txhdr = virtqueue_dequeue(vq, NULL)) != NULL) {
2542                 m = txhdr->vth_mbuf;
2543                 deq++;
2544
2545                 txq->vtntx_stats.vtxs_opackets++;
2546                 txq->vtntx_stats.vtxs_obytes += m->m_pkthdr.len;
2547                 if (m->m_flags & M_MCAST)
2548                         txq->vtntx_stats.vtxs_omcasts++;
2549
2550                 m_freem(m);
2551                 uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
2552         }
2553
2554         if (virtqueue_empty(vq))
2555                 txq->vtntx_watchdog = 0;
2556
2557         return (deq);
2558 }
2559
2560 static void
2561 vtnet_tx_vq_intr(void *xtxq)
2562 {
2563         struct vtnet_softc *sc;
2564         struct vtnet_txq *txq;
2565         struct ifnet *ifp;
2566
2567         txq = xtxq;
2568         sc = txq->vtntx_sc;
2569         ifp = sc->vtnet_ifp;
2570
2571         if (__predict_false(txq->vtntx_id >= sc->vtnet_act_vq_pairs)) {
2572                 /*
2573                  * Ignore this interrupt. Either this is a spurious interrupt
2574                  * or multiqueue without per-VQ MSIX so every queue needs to
2575                  * be polled (a brain dead configuration we could try harder
2576                  * to avoid).
2577                  */
2578                 vtnet_txq_disable_intr(txq);
2579                 return;
2580         }
2581
2582 #ifdef DEV_NETMAP
2583         if (netmap_tx_irq(ifp, txq->vtntx_id) != NM_IRQ_PASS)
2584                 return;
2585 #endif /* DEV_NETMAP */
2586
2587         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2588
2589         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
2590                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2591                 return;
2592         }
2593
2594         vtnet_txq_eof(txq);
2595         vtnet_txq_start(txq);
2596
2597         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2598 }
2599
2600 static void
2601 vtnet_tx_start_all(struct vtnet_softc *sc)
2602 {
2603         struct vtnet_txq *txq;
2604         int i;
2605
2606         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2607
2608         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2609                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2610
2611                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2612                 vtnet_txq_start(txq);
2613                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2614         }
2615 }
2616
2617 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2618 static void
2619 vtnet_qflush(struct ifnet *ifp)
2620 {
2621         struct vtnet_softc *sc;
2622         struct vtnet_txq *txq;
2623         struct mbuf *m;
2624         int i;
2625
2626         sc = ifp->if_softc;
2627
2628         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2629                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2630
2631                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2632                 while ((m = buf_ring_dequeue_sc(txq->vtntx_br)) != NULL)
2633                         m_freem(m);
2634                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2635         }
2636
2637         if_qflush(ifp);
2638 }
2639 #endif
2640
2641 static int
2642 vtnet_watchdog(struct vtnet_txq *txq)
2643 {
2644         struct ifnet *ifp;
2645
2646         ifp = txq->vtntx_sc->vtnet_ifp;
2647
2648         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2649         if (txq->vtntx_watchdog == 1) {
2650                 /*
2651                  * Only drain completed frames if the watchdog is about to
2652                  * expire. If any frames were drained, there may be enough
2653                  * free descriptors now available to transmit queued frames.
2654                  * In that case, the timer will immediately be decremented
2655                  * below, but the timeout is generous enough that should not
2656                  * be a problem.
2657                  */
2658                 if (vtnet_txq_eof(txq) != 0)
2659                         vtnet_txq_start(txq);
2660         }
2661
2662         if (txq->vtntx_watchdog == 0 || --txq->vtntx_watchdog) {
2663                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2664                 return (0);
2665         }
2666         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2667
2668         if_printf(ifp, "watchdog timeout on queue %d\n", txq->vtntx_id);
2669         return (1);
2670 }
2671
2672 static void
2673 vtnet_accum_stats(struct vtnet_softc *sc, struct vtnet_rxq_stats *rxacc,
2674     struct vtnet_txq_stats *txacc)
2675 {
2676
2677         bzero(rxacc, sizeof(struct vtnet_rxq_stats));
2678         bzero(txacc, sizeof(struct vtnet_txq_stats));
2679
2680         for (int i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2681                 struct vtnet_rxq_stats *rxst;
2682                 struct vtnet_txq_stats *txst;
2683
2684                 rxst = &sc->vtnet_rxqs[i].vtnrx_stats;
2685                 rxacc->vrxs_ipackets += rxst->vrxs_ipackets;
2686                 rxacc->vrxs_ibytes += rxst->vrxs_ibytes;
2687                 rxacc->vrxs_iqdrops += rxst->vrxs_iqdrops;
2688                 rxacc->vrxs_csum += rxst->vrxs_csum;
2689                 rxacc->vrxs_csum_failed += rxst->vrxs_csum_failed;
2690                 rxacc->vrxs_rescheduled += rxst->vrxs_rescheduled;
2691
2692                 txst = &sc->vtnet_txqs[i].vtntx_stats;
2693                 txacc->vtxs_opackets += txst->vtxs_opackets;
2694                 txacc->vtxs_obytes += txst->vtxs_obytes;
2695                 txacc->vtxs_csum += txst->vtxs_csum;
2696                 txacc->vtxs_tso += txst->vtxs_tso;
2697                 txacc->vtxs_rescheduled += txst->vtxs_rescheduled;
2698         }
2699 }
2700
2701 static uint64_t
2702 vtnet_get_counter(if_t ifp, ift_counter cnt)
2703 {
2704         struct vtnet_softc *sc;
2705         struct vtnet_rxq_stats rxaccum;
2706         struct vtnet_txq_stats txaccum;
2707
2708         sc = if_getsoftc(ifp);
2709         vtnet_accum_stats(sc, &rxaccum, &txaccum);
2710
2711         switch (cnt) {
2712         case IFCOUNTER_IPACKETS:
2713                 return (rxaccum.vrxs_ipackets);
2714         case IFCOUNTER_IQDROPS:
2715                 return (rxaccum.vrxs_iqdrops);
2716         case IFCOUNTER_IERRORS:
2717                 return (rxaccum.vrxs_ierrors);
2718         case IFCOUNTER_OPACKETS:
2719                 return (txaccum.vtxs_opackets);
2720 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2721         case IFCOUNTER_OBYTES:
2722                 return (txaccum.vtxs_obytes);
2723         case IFCOUNTER_OMCASTS:
2724                 return (txaccum.vtxs_omcasts);
2725 #endif
2726         default:
2727                 return (if_get_counter_default(ifp, cnt));
2728         }
2729 }
2730
2731 static void
2732 vtnet_tick(void *xsc)
2733 {
2734         struct vtnet_softc *sc;
2735         struct ifnet *ifp;
2736         int i, timedout;
2737
2738         sc = xsc;
2739         ifp = sc->vtnet_ifp;
2740         timedout = 0;
2741
2742         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2743
2744         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
2745                 timedout |= vtnet_watchdog(&sc->vtnet_txqs[i]);
2746
2747         if (timedout != 0) {
2748                 ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
2749                 vtnet_init_locked(sc);
2750         } else
2751                 callout_schedule(&sc->vtnet_tick_ch, hz);
2752 }
2753
2754 static void
2755 vtnet_start_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2756 {
2757         device_t dev;
2758         struct vtnet_rxq *rxq;
2759         struct vtnet_txq *txq;
2760         int i, error;
2761
2762         dev = sc->vtnet_dev;
2763
2764         /*
2765          * Errors here are very difficult to recover from - we cannot
2766          * easily fail because, if this is during boot, we will hang
2767          * when freeing any successfully started taskqueues because
2768          * the scheduler isn't up yet.
2769          *
2770          * Most drivers just ignore the return value - it only fails
2771          * with ENOMEM so an error is not likely.
2772          */
2773         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2774                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2775                 error = taskqueue_start_threads(&rxq->vtnrx_tq, 1, PI_NET,
2776                     "%s rxq %d", device_get_nameunit(dev), rxq->vtnrx_id);
2777                 if (error) {
2778                         device_printf(dev, "failed to start rx taskq %d\n",
2779                             rxq->vtnrx_id);
2780                 }
2781
2782                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2783                 error = taskqueue_start_threads(&txq->vtntx_tq, 1, PI_NET,
2784                     "%s txq %d", device_get_nameunit(dev), txq->vtntx_id);
2785                 if (error) {
2786                         device_printf(dev, "failed to start tx taskq %d\n",
2787                             txq->vtntx_id);
2788                 }
2789         }
2790 }
2791
2792 static void
2793 vtnet_free_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2794 {
2795         struct vtnet_rxq *rxq;
2796         struct vtnet_txq *txq;
2797         int i;
2798
2799         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2800                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2801                 if (rxq->vtnrx_tq != NULL) {
2802                         taskqueue_free(rxq->vtnrx_tq);
2803                         rxq->vtnrx_tq = NULL;
2804                 }
2805
2806                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2807                 if (txq->vtntx_tq != NULL) {
2808                         taskqueue_free(txq->vtntx_tq);
2809                         txq->vtntx_tq = NULL;
2810                 }
2811         }
2812 }
2813
2814 static void
2815 vtnet_drain_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2816 {
2817         struct vtnet_rxq *rxq;
2818         struct vtnet_txq *txq;
2819         int i;
2820
2821         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2822                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2823                 if (rxq->vtnrx_tq != NULL)
2824                         taskqueue_drain(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
2825
2826                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2827                 if (txq->vtntx_tq != NULL) {
2828                         taskqueue_drain(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2829 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2830                         taskqueue_drain(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_defrtask);
2831 #endif
2832                 }
2833         }
2834 }
2835
2836 static void
2837 vtnet_drain_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2838 {
2839         struct vtnet_rxq *rxq;
2840         struct vtnet_txq *txq;
2841         int i;
2842
2843         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2844                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2845                 vtnet_rxq_free_mbufs(rxq);
2846
2847                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2848                 vtnet_txq_free_mbufs(txq);
2849         }
2850 }
2851
2852 static void
2853 vtnet_stop_rendezvous(struct vtnet_softc *sc)
2854 {
2855         struct vtnet_rxq *rxq;
2856         struct vtnet_txq *txq;
2857         int i;
2858
2859         /*
2860          * Lock and unlock the per-queue mutex so we known the stop
2861          * state is visible. Doing only the active queues should be
2862          * sufficient, but it does not cost much extra to do all the
2863          * queues. Note we hold the core mutex here too.
2864          */
2865         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2866                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2867                 VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
2868                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
2869
2870                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2871                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2872                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2873         }
2874 }
2875
2876 static void
2877 vtnet_stop(struct vtnet_softc *sc)
2878 {
2879         device_t dev;
2880         struct ifnet *ifp;
2881
2882         dev = sc->vtnet_dev;
2883         ifp = sc->vtnet_ifp;
2884
2885         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2886
2887         ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
2888         sc->vtnet_link_active = 0;
2889         callout_stop(&sc->vtnet_tick_ch);
2890
2891         /* Only advisory. */
2892         vtnet_disable_interrupts(sc);
2893
2894         /*
2895          * Stop the host adapter. This resets it to the pre-initialized
2896          * state. It will not generate any interrupts until after it is
2897          * reinitialized.
2898          */
2899         virtio_stop(dev);
2900         vtnet_stop_rendezvous(sc);
2901
2902         /* Free any mbufs left in the virtqueues. */
2903         vtnet_drain_rxtx_queues(sc);
2904 }
2905
2906 static int
2907 vtnet_virtio_reinit(struct vtnet_softc *sc)
2908 {
2909         device_t dev;
2910         struct ifnet *ifp;
2911         uint64_t features;
2912         int mask, error;
2913
2914         dev = sc->vtnet_dev;
2915         ifp = sc->vtnet_ifp;
2916         features = sc->vtnet_features;
2917
2918         mask = 0;
2919 #if defined(INET)
2920         mask |= IFCAP_RXCSUM;
2921 #endif
2922 #if defined (INET6)
2923         mask |= IFCAP_RXCSUM_IPV6;
2924 #endif
2925
2926         /*
2927          * Re-negotiate with the host, removing any disabled receive
2928          * features. Transmit features are disabled only on our side
2929          * via if_capenable and if_hwassist.
2930          */
2931
2932         if (ifp->if_capabilities & mask) {
2933                 /*
2934                  * We require both IPv4 and IPv6 offloading to be enabled
2935                  * in order to negotiated it: VirtIO does not distinguish
2936                  * between the two.
2937                  */
2938                 if ((ifp->if_capenable & mask) != mask)
2939                         features &= ~VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM;
2940         }
2941
2942         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_LRO) {
2943                 if ((ifp->if_capenable & IFCAP_LRO) == 0)
2944                         features &= ~VTNET_LRO_FEATURES;
2945         }
2946
2947         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_VLAN_HWFILTER) {
2948                 if ((ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER) == 0)
2949                         features &= ~VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN;
2950         }
2951
2952         error = virtio_reinit(dev, features);
2953         if (error)
2954                 device_printf(dev, "virtio reinit error %d\n", error);
2955
2956         return (error);
2957 }
2958
2959 static void
2960 vtnet_init_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
2961 {
2962         struct ifnet *ifp;
2963
2964         ifp = sc->vtnet_ifp;
2965
2966         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) {
2967                 /* Restore promiscuous and all-multicast modes. */
2968                 vtnet_rx_filter(sc);
2969                 /* Restore filtered MAC addresses. */
2970                 vtnet_rx_filter_mac(sc);
2971         }
2972
2973         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER)
2974                 vtnet_rx_filter_vlan(sc);
2975 }
2976
2977 static int
2978 vtnet_init_rx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2979 {
2980         device_t dev;
2981         struct vtnet_rxq *rxq;
2982         int i, clsize, error;
2983
2984         dev = sc->vtnet_dev;
2985
2986         /*
2987          * Use the new cluster size if one has been set (via a MTU
2988          * change). Otherwise, use the standard 2K clusters.
2989          *
2990          * BMV: It might make sense to use page sized clusters as
2991          * the default (depending on the features negotiated).
2992          */
2993         if (sc->vtnet_rx_new_clsize != 0) {
2994                 clsize = sc->vtnet_rx_new_clsize;
2995                 sc->vtnet_rx_new_clsize = 0;
2996         } else
2997                 clsize = MCLBYTES;
2998
2999         sc->vtnet_rx_clsize = clsize;
3000         sc->vtnet_rx_nmbufs = VTNET_NEEDED_RX_MBUFS(sc, clsize);
3001
3002         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS ||
3003             sc->vtnet_rx_nmbufs < sc->vtnet_rx_nsegs,
3004             ("%s: too many rx mbufs %d for %d segments", __func__,
3005             sc->vtnet_rx_nmbufs, sc->vtnet_rx_nsegs));
3006
3007         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
3008                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
3009
3010                 /* Hold the lock to satisfy asserts. */
3011                 VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
3012                 error = vtnet_rxq_populate(rxq);
3013                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
3014
3015                 if (error) {
3016                         device_printf(dev,
3017                             "cannot allocate mbufs for Rx queue %d\n", i);
3018                         return (error);
3019                 }
3020         }
3021
3022         return (0);
3023 }
3024
3025 static int
3026 vtnet_init_tx_queues(struct vtnet_softc *sc)
3027 {
3028         struct vtnet_txq *txq;
3029         int i;
3030
3031         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
3032                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
3033                 txq->vtntx_watchdog = 0;
3034         }
3035
3036         return (0);
3037 }
3038
3039 static int
3040 vtnet_init_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
3041 {
3042         int error;
3043
3044         error = vtnet_init_rx_queues(sc);
3045         if (error)
3046                 return (error);
3047
3048         error = vtnet_init_tx_queues(sc);
3049         if (error)
3050                 return (error);
3051
3052         return (0);
3053 }
3054
3055 static void
3056 vtnet_set_active_vq_pairs(struct vtnet_softc *sc)
3057 {
3058         device_t dev;
3059         int npairs;
3060
3061         dev = sc->vtnet_dev;
3062
3063         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MULTIQ) == 0) {
3064                 sc->vtnet_act_vq_pairs = 1;
3065                 return;
3066         }
3067
3068         npairs = sc->vtnet_requested_vq_pairs;
3069
3070         if (vtnet_ctrl_mq_cmd(sc, npairs) != 0) {
3071                 device_printf(dev,
3072                     "cannot set active queue pairs to %d\n", npairs);
3073                 npairs = 1;
3074         }
3075
3076         sc->vtnet_act_vq_pairs = npairs;
3077 }
3078
3079 static int
3080 vtnet_reinit(struct vtnet_softc *sc)
3081 {
3082         struct ifnet *ifp;
3083         int error;
3084
3085         ifp = sc->vtnet_ifp;
3086
3087         /* Use the current MAC address. */
3088         bcopy(IF_LLADDR(ifp), sc->vtnet_hwaddr, ETHER_ADDR_LEN);
3089         vtnet_set_hwaddr(sc);
3090
3091         vtnet_set_active_vq_pairs(sc);
3092
3093         ifp->if_hwassist = 0;
3094         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TXCSUM)
3095                 ifp->if_hwassist |= VTNET_CSUM_OFFLOAD;
3096         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TXCSUM_IPV6)
3097                 ifp->if_hwassist |= VTNET_CSUM_OFFLOAD_IPV6;
3098         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TSO4)
3099                 ifp->if_hwassist |= CSUM_IP_TSO;
3100         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TSO6)
3101                 ifp->if_hwassist |= CSUM_IP6_TSO;
3102
3103         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ)
3104                 vtnet_init_rx_filters(sc);
3105
3106         error = vtnet_init_rxtx_queues(sc);
3107         if (error)
3108                 return (error);
3109
3110         vtnet_enable_interrupts(sc);
3111         ifp->if_drv_flags |= IFF_DRV_RUNNING;
3112
3113         return (0);
3114 }
3115
3116 static void
3117 vtnet_init_locked(struct vtnet_softc *sc)
3118 {
3119         device_t dev;
3120         struct ifnet *ifp;
3121
3122         dev = sc->vtnet_dev;
3123         ifp = sc->vtnet_ifp;
3124
3125         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3126
3127         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
3128                 return;
3129
3130         vtnet_stop(sc);
3131
3132         /* Reinitialize with the host. */
3133         if (vtnet_virtio_reinit(sc) != 0)
3134                 goto fail;
3135
3136         if (vtnet_reinit(sc) != 0)
3137                 goto fail;
3138
3139         virtio_reinit_complete(dev);
3140
3141         vtnet_update_link_status(sc);
3142         callout_reset(&sc->vtnet_tick_ch, hz, vtnet_tick, sc);
3143
3144         return;
3145
3146 fail:
3147         vtnet_stop(sc);
3148 }
3149
3150 static void
3151 vtnet_init(void *xsc)
3152 {
3153         struct vtnet_softc *sc;
3154
3155         sc = xsc;
3156
3157         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3158         vtnet_init_locked(sc);
3159         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3160 }
3161
3162 static void
3163 vtnet_free_ctrl_vq(struct vtnet_softc *sc)
3164 {
3165         struct virtqueue *vq;
3166
3167         vq = sc->vtnet_ctrl_vq;
3168
3169         /*
3170          * The control virtqueue is only polled and therefore it should
3171          * already be empty.
3172          */
3173         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
3174             ("%s: ctrl vq %p not empty", __func__, vq));
3175 }
3176
3177 static void
3178 vtnet_exec_ctrl_cmd(struct vtnet_softc *sc, void *cookie,
3179     struct sglist *sg, int readable, int writable)
3180 {
3181         struct virtqueue *vq;
3182
3183         vq = sc->vtnet_ctrl_vq;
3184
3185         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3186         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ,
3187             ("%s: CTRL_VQ feature not negotiated", __func__));
3188
3189         if (!virtqueue_empty(vq))
3190                 return;
3191         if (virtqueue_enqueue(vq, cookie, sg, readable, writable) != 0)
3192                 return;
3193
3194         /*
3195          * Poll for the response, but the command is likely already
3196          * done when we return from the notify.
3197          */
3198         virtqueue_notify(vq);
3199         virtqueue_poll(vq, NULL);
3200 }
3201
3202 static int
3203 vtnet_ctrl_mac_cmd(struct vtnet_softc *sc, uint8_t *hwaddr)
3204 {
3205         struct virtio_net_ctrl_hdr hdr __aligned(2);
3206         struct sglist_seg segs[3];
3207         struct sglist sg;
3208         uint8_t ack;
3209         int error;
3210
3211         hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MAC;
3212         hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MAC_ADDR_SET;
3213         ack = VIRTIO_NET_ERR;
3214
3215         sglist_init(&sg, 3, segs);
3216         error = 0;
3217         error |= sglist_append(&sg, &hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3218         error |= sglist_append(&sg, hwaddr, ETHER_ADDR_LEN);
3219         error |= sglist_append(&sg, &ack, sizeof(uint8_t));
3220         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3221             ("%s: error %d adding set MAC msg to sglist", __func__, error));
3222
3223         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3224
3225         return (ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3226 }
3227
3228 static int
3229 vtnet_ctrl_mq_cmd(struct vtnet_softc *sc, uint16_t npairs)
3230 {
3231         struct sglist_seg segs[3];
3232         struct sglist sg;
3233         struct {
3234                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3235                 uint8_t pad1;
3236                 struct virtio_net_ctrl_mq mq;
3237                 uint8_t pad2;
3238                 uint8_t ack;
3239         } s __aligned(2);
3240         int error;
3241
3242         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MQ;
3243         s.hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_SET;
3244         s.mq.virtqueue_pairs = npairs;
3245         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3246
3247         sglist_init(&sg, 3, segs);
3248         error = 0;
3249         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3250         error |= sglist_append(&sg, &s.mq, sizeof(struct virtio_net_ctrl_mq));
3251         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3252         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3253             ("%s: error %d adding MQ message to sglist", __func__, error));
3254
3255         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3256
3257         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3258 }
3259
3260 static int
3261 vtnet_ctrl_rx_cmd(struct vtnet_softc *sc, int cmd, int on)
3262 {
3263         struct sglist_seg segs[3];
3264         struct sglist sg;
3265         struct {
3266                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3267                 uint8_t pad1;
3268                 uint8_t onoff;
3269                 uint8_t pad2;
3270                 uint8_t ack;
3271         } s __aligned(2);
3272         int error;
3273
3274         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX,
3275             ("%s: CTRL_RX feature not negotiated", __func__));
3276
3277         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_RX;
3278         s.hdr.cmd = cmd;
3279         s.onoff = !!on;
3280         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3281
3282         sglist_init(&sg, 3, segs);
3283         error = 0;
3284         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3285         error |= sglist_append(&sg, &s.onoff, sizeof(uint8_t));
3286         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3287         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3288             ("%s: error %d adding Rx message to sglist", __func__, error));
3289
3290         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3291
3292         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3293 }
3294
3295 static int
3296 vtnet_set_promisc(struct vtnet_softc *sc, int on)
3297 {
3298
3299         return (vtnet_ctrl_rx_cmd(sc, VIRTIO_NET_CTRL_RX_PROMISC, on));
3300 }
3301
3302 static int
3303 vtnet_set_allmulti(struct vtnet_softc *sc, int on)
3304 {
3305
3306         return (vtnet_ctrl_rx_cmd(sc, VIRTIO_NET_CTRL_RX_ALLMULTI, on));
3307 }
3308
3309 /*
3310  * The device defaults to promiscuous mode for backwards compatibility.
3311  * Turn it off at attach time if possible.
3312  */
3313 static void
3314 vtnet_attach_disable_promisc(struct vtnet_softc *sc)
3315 {
3316         struct ifnet *ifp;
3317
3318         ifp = sc->vtnet_ifp;
3319
3320         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3321         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) == 0) {
3322                 ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
3323         } else if (vtnet_set_promisc(sc, 0) != 0) {
3324                 ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
3325                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3326                     "cannot disable default promiscuous mode\n");
3327         }
3328         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3329 }
3330
3331 static void
3332 vtnet_rx_filter(struct vtnet_softc *sc)
3333 {
3334         device_t dev;
3335         struct ifnet *ifp;
3336
3337         dev = sc->vtnet_dev;
3338         ifp = sc->vtnet_ifp;
3339
3340         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3341
3342         if (vtnet_set_promisc(sc, ifp->if_flags & IFF_PROMISC) != 0)
3343                 device_printf(dev, "cannot %s promiscuous mode\n",
3344                     ifp->if_flags & IFF_PROMISC ? "enable" : "disable");
3345
3346         if (vtnet_set_allmulti(sc, ifp->if_flags & IFF_ALLMULTI) != 0)
3347                 device_printf(dev, "cannot %s all-multicast mode\n",
3348                     ifp->if_flags & IFF_ALLMULTI ? "enable" : "disable");
3349 }
3350
3351 static u_int
3352 vtnet_copy_ifaddr(void *arg, struct sockaddr_dl *sdl, u_int ucnt)
3353 {
3354         struct vtnet_softc *sc = arg;
3355
3356         if (memcmp(LLADDR(sdl), sc->vtnet_hwaddr, ETHER_ADDR_LEN) == 0)
3357                 return (0);
3358
3359         if (ucnt < VTNET_MAX_MAC_ENTRIES)
3360                 bcopy(LLADDR(sdl),
3361                     &sc->vtnet_mac_filter->vmf_unicast.macs[ucnt],
3362                     ETHER_ADDR_LEN);
3363
3364         return (1);
3365 }
3366
3367 static u_int
3368 vtnet_copy_maddr(void *arg, struct sockaddr_dl *sdl, u_int mcnt)
3369 {
3370         struct vtnet_mac_filter *filter = arg;
3371
3372         if (mcnt < VTNET_MAX_MAC_ENTRIES)
3373                 bcopy(LLADDR(sdl), &filter->vmf_multicast.macs[mcnt],
3374                     ETHER_ADDR_LEN);
3375
3376         return (1);
3377 }
3378
3379 static void
3380 vtnet_rx_filter_mac(struct vtnet_softc *sc)
3381 {
3382         struct virtio_net_ctrl_hdr hdr __aligned(2);
3383         struct vtnet_mac_filter *filter;
3384         struct sglist_seg segs[4];
3385         struct sglist sg;
3386         struct ifnet *ifp;
3387         bool promisc, allmulti;
3388         u_int ucnt, mcnt;
3389         int error;
3390         uint8_t ack;
3391
3392         ifp = sc->vtnet_ifp;
3393         filter = sc->vtnet_mac_filter;
3394
3395         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3396         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX,
3397             ("%s: CTRL_RX feature not negotiated", __func__));
3398
3399         /* Unicast MAC addresses: */
3400         ucnt = if_foreach_lladdr(ifp, vtnet_copy_ifaddr, sc);
3401         promisc = (ucnt > VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3402
3403         if (promisc) {
3404                 filter->vmf_unicast.nentries = 0;
3405                 if_printf(ifp, "more than %d MAC addresses assigned, "
3406                     "falling back to promiscuous mode\n",
3407                     VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3408         } else
3409                 filter->vmf_unicast.nentries = ucnt;
3410
3411         /* Multicast MAC addresses: */
3412         mcnt = if_foreach_llmaddr(ifp, vtnet_copy_maddr, filter);
3413         allmulti = (mcnt > VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3414
3415         if (allmulti) {
3416                 filter->vmf_multicast.nentries = 0;
3417                 if_printf(ifp, "more than %d multicast MAC addresses "
3418                     "assigned, falling back to all-multicast mode\n",
3419                     VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3420         } else
3421                 filter->vmf_multicast.nentries = mcnt;
3422
3423         if (promisc && allmulti)
3424                 goto out;
3425
3426         hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MAC;
3427         hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MAC_TABLE_SET;
3428         ack = VIRTIO_NET_ERR;
3429
3430         sglist_init(&sg, 4, segs);
3431         error = 0;
3432         error |= sglist_append(&sg, &hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3433         error |= sglist_append(&sg, &filter->vmf_unicast,
3434             sizeof(uint32_t) + filter->vmf_unicast.nentries * ETHER_ADDR_LEN);
3435         error |= sglist_append(&sg, &filter->vmf_multicast,
3436             sizeof(uint32_t) + filter->vmf_multicast.nentries * ETHER_ADDR_LEN);
3437         error |= sglist_append(&sg, &ack, sizeof(uint8_t));
3438         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 4,
3439             ("%s: error %d adding MAC filter msg to sglist", __func__, error));
3440
3441         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3442
3443         if (ack != VIRTIO_NET_OK)
3444                 if_printf(ifp, "error setting host MAC filter table\n");
3445
3446 out:
3447         if (promisc != 0 && vtnet_set_promisc(sc, 1) != 0)
3448                 if_printf(ifp, "cannot enable promiscuous mode\n");
3449         if (allmulti != 0 && vtnet_set_allmulti(sc, 1) != 0)
3450                 if_printf(ifp, "cannot enable all-multicast mode\n");
3451 }
3452
3453 static int
3454 vtnet_exec_vlan_filter(struct vtnet_softc *sc, int add, uint16_t tag)
3455 {
3456         struct sglist_seg segs[3];
3457         struct sglist sg;
3458         struct {
3459                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3460                 uint8_t pad1;
3461                 uint16_t tag;
3462                 uint8_t pad2;
3463                 uint8_t ack;
3464         } s __aligned(2);
3465         int error;
3466
3467         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_VLAN;
3468         s.hdr.cmd = add ? VIRTIO_NET_CTRL_VLAN_ADD : VIRTIO_NET_CTRL_VLAN_DEL;
3469         s.tag = tag;
3470         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3471
3472         sglist_init(&sg, 3, segs);
3473         error = 0;
3474         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3475         error |= sglist_append(&sg, &s.tag, sizeof(uint16_t));
3476         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3477         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3478             ("%s: error %d adding VLAN message to sglist", __func__, error));
3479
3480         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3481
3482         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3483 }
3484
3485 static void
3486 vtnet_rx_filter_vlan(struct vtnet_softc *sc)
3487 {
3488         uint32_t w;
3489         uint16_t tag;
3490         int i, bit;
3491
3492         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3493         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER,
3494             ("%s: VLAN_FILTER feature not negotiated", __func__));
3495
3496         /* Enable the filter for each configured VLAN. */
3497         for (i = 0; i < VTNET_VLAN_FILTER_NWORDS; i++) {
3498                 w = sc->vtnet_vlan_filter[i];
3499
3500                 while ((bit = ffs(w) - 1) != -1) {
3501                         w &= ~(1 << bit);
3502                         tag = sizeof(w) * CHAR_BIT * i + bit;
3503
3504                         if (vtnet_exec_vlan_filter(sc, 1, tag) != 0) {
3505                                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3506                                     "cannot enable VLAN %d filter\n", tag);
3507                         }
3508                 }
3509         }
3510 }
3511
3512 static void
3513 vtnet_update_vlan_filter(struct vtnet_softc *sc, int add, uint16_t tag)
3514 {
3515         struct ifnet *ifp;
3516         int idx, bit;
3517
3518         ifp = sc->vtnet_ifp;
3519         idx = (tag >> 5) & 0x7F;
3520         bit = tag & 0x1F;
3521
3522         if (tag == 0 || tag > 4095)
3523                 return;
3524
3525         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3526
3527         if (add)
3528                 sc->vtnet_vlan_filter[idx] |= (1 << bit);
3529         else
3530                 sc->vtnet_vlan_filter[idx] &= ~(1 << bit);
3531
3532         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER &&
3533             ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING &&
3534             vtnet_exec_vlan_filter(sc, add, tag) != 0) {
3535                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3536                     "cannot %s VLAN %d %s the host filter table\n",
3537                     add ? "add" : "remove", tag, add ? "to" : "from");
3538         }
3539
3540         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3541 }
3542
3543 static void
3544 vtnet_register_vlan(void *arg, struct ifnet *ifp, uint16_t tag)
3545 {
3546
3547         if (ifp->if_softc != arg)
3548                 return;
3549
3550         vtnet_update_vlan_filter(arg, 1, tag);
3551 }
3552
3553 static void
3554 vtnet_unregister_vlan(void *arg, struct ifnet *ifp, uint16_t tag)
3555 {
3556
3557         if (ifp->if_softc != arg)
3558                 return;
3559
3560         vtnet_update_vlan_filter(arg, 0, tag);
3561 }
3562
3563 static int
3564 vtnet_is_link_up(struct vtnet_softc *sc)
3565 {
3566         device_t dev;
3567         struct ifnet *ifp;
3568         uint16_t status;
3569
3570         dev = sc->vtnet_dev;
3571         ifp = sc->vtnet_ifp;
3572
3573         if ((ifp->if_capabilities & IFCAP_LINKSTATE) == 0)
3574                 status = VIRTIO_NET_S_LINK_UP;
3575         else
3576                 status = virtio_read_dev_config_2(dev,
3577                     offsetof(struct virtio_net_config, status));
3578
3579         return ((status & VIRTIO_NET_S_LINK_UP) != 0);
3580 }
3581
3582 static void
3583 vtnet_update_link_status(struct vtnet_softc *sc)
3584 {
3585         struct ifnet *ifp;
3586         int link;
3587
3588         ifp = sc->vtnet_ifp;
3589
3590         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3591         link = vtnet_is_link_up(sc);
3592
3593         /* Notify if the link status has changed. */
3594         if (link != 0 && sc->vtnet_link_active == 0) {
3595                 sc->vtnet_link_active = 1;
3596                 if_link_state_change(ifp, LINK_STATE_UP);
3597         } else if (link == 0 && sc->vtnet_link_active != 0) {
3598                 sc->vtnet_link_active = 0;
3599                 if_link_state_change(ifp, LINK_STATE_DOWN);
3600         }
3601 }
3602
3603 static int
3604 vtnet_ifmedia_upd(struct ifnet *ifp)
3605 {
3606         struct vtnet_softc *sc;
3607         struct ifmedia *ifm;
3608
3609         sc = ifp->if_softc;
3610         ifm = &sc->vtnet_media;
3611
3612         if (IFM_TYPE(ifm->ifm_media) != IFM_ETHER)
3613                 return (EINVAL);
3614
3615         return (0);
3616 }
3617
3618 static void
3619 vtnet_ifmedia_sts(struct ifnet *ifp, struct ifmediareq *ifmr)
3620 {
3621         struct vtnet_softc *sc;
3622
3623         sc = ifp->if_softc;
3624
3625         ifmr->ifm_status = IFM_AVALID;
3626         ifmr->ifm_active = IFM_ETHER;
3627
3628         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3629         if (vtnet_is_link_up(sc) != 0) {
3630                 ifmr->ifm_status |= IFM_ACTIVE;
3631                 ifmr->ifm_active |= VTNET_MEDIATYPE;
3632         } else
3633                 ifmr->ifm_active |= IFM_NONE;
3634         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3635 }
3636
3637 static void
3638 vtnet_set_hwaddr(struct vtnet_softc *sc)
3639 {
3640         device_t dev;
3641         int i;
3642
3643         dev = sc->vtnet_dev;
3644
3645         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_MAC) {
3646                 if (vtnet_ctrl_mac_cmd(sc, sc->vtnet_hwaddr) != 0)
3647                         device_printf(dev, "unable to set MAC address\n");
3648         } else if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MAC) {
3649                 for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
3650                         virtio_write_dev_config_1(dev,
3651                             offsetof(struct virtio_net_config, mac) + i,
3652                             sc->vtnet_hwaddr[i]);
3653                 }
3654         }
3655 }
3656
3657 static void
3658 vtnet_get_hwaddr(struct vtnet_softc *sc)
3659 {
3660         device_t dev;
3661         int i;
3662
3663         dev = sc->vtnet_dev;
3664
3665         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MAC) == 0) {
3666                 /*
3667                  * Generate a random locally administered unicast address.
3668                  *
3669                  * It would be nice to generate the same MAC address across
3670                  * reboots, but it seems all the hosts currently available
3671                  * support the MAC feature, so this isn't too important.
3672                  */
3673                 sc->vtnet_hwaddr[0] = 0xB2;
3674                 arc4rand(&sc->vtnet_hwaddr[1], ETHER_ADDR_LEN - 1, 0);
3675                 vtnet_set_hwaddr(sc);
3676                 return;
3677         }
3678
3679         for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
3680                 sc->vtnet_hwaddr[i] = virtio_read_dev_config_1(dev,
3681                     offsetof(struct virtio_net_config, mac) + i);
3682         }
3683 }
3684
3685 static void
3686 vtnet_vlan_tag_remove(struct mbuf *m)
3687 {
3688         struct ether_vlan_header *evh;
3689
3690         evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
3691         m->m_pkthdr.ether_vtag = ntohs(evh->evl_tag);
3692         m->m_flags |= M_VLANTAG;
3693
3694         /* Strip the 802.1Q header. */
3695         bcopy((char *) evh, (char *) evh + ETHER_VLAN_ENCAP_LEN,
3696             ETHER_HDR_LEN - ETHER_TYPE_LEN);
3697         m_adj(m, ETHER_VLAN_ENCAP_LEN);
3698 }
3699
3700 static void
3701 vtnet_set_rx_process_limit(struct vtnet_softc *sc)
3702 {
3703         int limit;
3704
3705         limit = vtnet_tunable_int(sc, "rx_process_limit",
3706             vtnet_rx_process_limit);
3707         if (limit < 0)
3708                 limit = INT_MAX;
3709         sc->vtnet_rx_process_limit = limit;
3710 }
3711
3712 static void
3713 vtnet_set_tx_intr_threshold(struct vtnet_softc *sc)
3714 {
3715         int size, thresh;
3716
3717         size = virtqueue_size(sc->vtnet_txqs[0].vtntx_vq);
3718
3719         /*
3720          * The Tx interrupt is disabled until the queue free count falls
3721          * below our threshold. Completed frames are drained from the Tx
3722          * virtqueue before transmitting new frames and in the watchdog
3723          * callout, so the frequency of Tx interrupts is greatly reduced,
3724          * at the cost of not freeing mbufs as quickly as they otherwise
3725          * would be.
3726          *
3727          * N.B. We assume all the Tx queues are the same size.
3728          */
3729         thresh = size / 4;
3730
3731         /*
3732          * Without indirect descriptors, leave enough room for the most
3733          * segments we handle.
3734          */
3735         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_INDIRECT) == 0 &&
3736             thresh < sc->vtnet_tx_nsegs)
3737                 thresh = sc->vtnet_tx_nsegs;
3738
3739         sc->vtnet_tx_intr_thresh = thresh;
3740 }
3741
3742 static void
3743 vtnet_setup_rxq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3744     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_rxq *rxq)
3745 {
3746         struct sysctl_oid *node;
3747         struct sysctl_oid_list *list;
3748         struct vtnet_rxq_stats *stats;
3749         char namebuf[16];
3750
3751         snprintf(namebuf, sizeof(namebuf), "rxq%d", rxq->vtnrx_id);
3752         node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, child, OID_AUTO, namebuf,
3753             CTLFLAG_RD, NULL, "Receive Queue");
3754         list = SYSCTL_CHILDREN(node);
3755
3756         stats = &rxq->vtnrx_stats;
3757
3758         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ipackets", CTLFLAG_RD,
3759             &stats->vrxs_ipackets, "Receive packets");
3760         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ibytes", CTLFLAG_RD,
3761             &stats->vrxs_ibytes, "Receive bytes");
3762         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "iqdrops", CTLFLAG_RD,
3763             &stats->vrxs_iqdrops, "Receive drops");
3764         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ierrors", CTLFLAG_RD,
3765             &stats->vrxs_ierrors, "Receive errors");
3766         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum", CTLFLAG_RD,
3767             &stats->vrxs_csum, "Receive checksum offloaded");
3768         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum_failed", CTLFLAG_RD,
3769             &stats->vrxs_csum_failed, "Receive checksum offload failed");
3770         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "rescheduled", CTLFLAG_RD,
3771             &stats->vrxs_rescheduled,
3772             "Receive interrupt handler rescheduled");
3773 }
3774
3775 static void
3776 vtnet_setup_txq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3777     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_txq *txq)
3778 {
3779         struct sysctl_oid *node;
3780         struct sysctl_oid_list *list;
3781         struct vtnet_txq_stats *stats;
3782         char namebuf[16];
3783
3784         snprintf(namebuf, sizeof(namebuf), "txq%d", txq->vtntx_id);
3785         node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, child, OID_AUTO, namebuf,
3786             CTLFLAG_RD, NULL, "Transmit Queue");
3787         list = SYSCTL_CHILDREN(node);
3788
3789         stats = &txq->vtntx_stats;
3790
3791         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "opackets", CTLFLAG_RD,
3792             &stats->vtxs_opackets, "Transmit packets");
3793         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "obytes", CTLFLAG_RD,
3794             &stats->vtxs_obytes, "Transmit bytes");
3795         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "omcasts", CTLFLAG_RD,
3796             &stats->vtxs_omcasts, "Transmit multicasts");
3797         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum", CTLFLAG_RD,
3798             &stats->vtxs_csum, "Transmit checksum offloaded");
3799         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "tso", CTLFLAG_RD,
3800             &stats->vtxs_tso, "Transmit segmentation offloaded");
3801         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "rescheduled", CTLFLAG_RD,
3802             &stats->vtxs_rescheduled,
3803             "Transmit interrupt handler rescheduled");
3804 }
3805
3806 static void
3807 vtnet_setup_queue_sysctl(struct vtnet_softc *sc)
3808 {
3809         device_t dev;
3810         struct sysctl_ctx_list *ctx;
3811         struct sysctl_oid *tree;
3812         struct sysctl_oid_list *child;
3813         int i;
3814
3815         dev = sc->vtnet_dev;
3816         ctx = device_get_sysctl_ctx(dev);
3817         tree = device_get_sysctl_tree(dev);
3818         child = SYSCTL_CHILDREN(tree);
3819
3820         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
3821                 vtnet_setup_rxq_sysctl(ctx, child, &sc->vtnet_rxqs[i]);
3822                 vtnet_setup_txq_sysctl(ctx, child, &sc->vtnet_txqs[i]);
3823         }
3824 }
3825
3826 static void
3827 vtnet_setup_stat_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3828     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_softc *sc)
3829 {
3830         struct vtnet_statistics *stats;
3831         struct vtnet_rxq_stats rxaccum;
3832         struct vtnet_txq_stats txaccum;
3833
3834         vtnet_accum_stats(sc, &rxaccum, &txaccum);
3835
3836         stats = &sc->vtnet_stats;
3837         stats->rx_csum_offloaded = rxaccum.vrxs_csum;
3838         stats->rx_csum_failed = rxaccum.vrxs_csum_failed;
3839         stats->rx_task_rescheduled = rxaccum.vrxs_rescheduled;
3840         stats->tx_csum_offloaded = txaccum.vtxs_csum;
3841         stats->tx_tso_offloaded = txaccum.vtxs_tso;
3842         stats->tx_task_rescheduled = txaccum.vtxs_rescheduled;
3843
3844         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "mbuf_alloc_failed",
3845             CTLFLAG_RD, &stats->mbuf_alloc_failed,
3846             "Mbuf cluster allocation failures");
3847
3848         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_frame_too_large",
3849             CTLFLAG_RD, &stats->rx_frame_too_large,
3850             "Received frame larger than the mbuf chain");
3851         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_enq_replacement_failed",
3852             CTLFLAG_RD, &stats->rx_enq_replacement_failed,
3853             "Enqueuing the replacement receive mbuf failed");
3854         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_mergeable_failed",
3855             CTLFLAG_RD, &stats->rx_mergeable_failed,
3856             "Mergeable buffers receive failures");
3857         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_ethtype",
3858             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_ethtype,
3859             "Received checksum offloaded buffer with unsupported "
3860             "Ethernet type");
3861         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_ipproto",
3862             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_ipproto,
3863             "Received checksum offloaded buffer with incorrect IP protocol");
3864         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_offset",
3865             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_offset,
3866             "Received checksum offloaded buffer with incorrect offset");
3867         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_proto",
3868             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_proto,
3869             "Received checksum offloaded buffer with incorrect protocol");
3870         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_failed",
3871             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_failed,
3872             "Received buffer checksum offload failed");
3873         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_offloaded",
3874             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_offloaded,
3875             "Received buffer checksum offload succeeded");
3876         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_task_rescheduled",
3877             CTLFLAG_RD, &stats->rx_task_rescheduled,
3878             "Times the receive interrupt task rescheduled itself");
3879
3880         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_csum_bad_ethtype",
3881             CTLFLAG_RD, &stats->tx_csum_bad_ethtype,
3882             "Aborted transmit of checksum offloaded buffer with unknown "
3883             "Ethernet type");
3884         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_bad_ethtype",
3885             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_bad_ethtype,
3886             "Aborted transmit of TSO buffer with unknown Ethernet type");
3887         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_not_tcp",
3888             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_not_tcp,
3889             "Aborted transmit of TSO buffer with non TCP protocol");
3890         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_defragged",
3891             CTLFLAG_RD, &stats->tx_defragged,
3892             "Transmit mbufs defragged");
3893         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_defrag_failed",
3894             CTLFLAG_RD, &stats->tx_defrag_failed,
3895             "Aborted transmit of buffer because defrag failed");
3896         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_csum_offloaded",
3897             CTLFLAG_RD, &stats->tx_csum_offloaded,
3898             "Offloaded checksum of transmitted buffer");
3899         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_offloaded",
3900             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_offloaded,
3901             "Segmentation offload of transmitted buffer");
3902         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_task_rescheduled",
3903             CTLFLAG_RD, &stats->tx_task_rescheduled,
3904             "Times the transmit interrupt task rescheduled itself");
3905 }
3906
3907 static void
3908 vtnet_setup_sysctl(struct vtnet_softc *sc)
3909 {
3910         device_t dev;
3911         struct sysctl_ctx_list *ctx;
3912         struct sysctl_oid *tree;
3913         struct sysctl_oid_list *child;
3914
3915         dev = sc->vtnet_dev;
3916         ctx = device_get_sysctl_ctx(dev);
3917         tree = device_get_sysctl_tree(dev);
3918         child = SYSCTL_CHILDREN(tree);
3919
3920         SYSCTL_ADD_INT(ctx, child, OID_AUTO, "max_vq_pairs",
3921             CTLFLAG_RD, &sc->vtnet_max_vq_pairs, 0,
3922             "Maximum number of supported virtqueue pairs");
3923         SYSCTL_ADD_INT(ctx, child, OID_AUTO, "requested_vq_pairs",
3924             CTLFLAG_RD, &sc->vtnet_requested_vq_pairs, 0,
3925             "Requested number of virtqueue pairs");
3926         SYSCTL_ADD_INT(ctx, child, OID_AUTO, "act_vq_pairs",
3927             CTLFLAG_RD, &sc->vtnet_act_vq_pairs, 0,
3928             "Number of active virtqueue pairs");
3929
3930         vtnet_setup_stat_sysctl(ctx, child, sc);
3931 }
3932
3933 static int
3934 vtnet_rxq_enable_intr(struct vtnet_rxq *rxq)
3935 {
3936
3937         return (virtqueue_enable_intr(rxq->vtnrx_vq));
3938 }
3939
3940 static void
3941 vtnet_rxq_disable_intr(struct vtnet_rxq *rxq)
3942 {
3943
3944         virtqueue_disable_intr(rxq->vtnrx_vq);
3945 }
3946
3947 static int
3948 vtnet_txq_enable_intr(struct vtnet_txq *txq)
3949 {
3950         struct virtqueue *vq;
3951
3952         vq = txq->vtntx_vq;
3953
3954         if (vtnet_txq_below_threshold(txq) != 0)
3955                 return (virtqueue_postpone_intr(vq, VQ_POSTPONE_LONG));
3956
3957         /*
3958          * The free count is above our threshold. Keep the Tx interrupt
3959          * disabled until the queue is fuller.
3960          */
3961         return (0);
3962 }
3963
3964 static void
3965 vtnet_txq_disable_intr(struct vtnet_txq *txq)
3966 {
3967
3968         virtqueue_disable_intr(txq->vtntx_vq);
3969 }
3970
3971 static void
3972 vtnet_enable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3973 {
3974         int i;
3975
3976         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3977                 vtnet_rxq_enable_intr(&sc->vtnet_rxqs[i]);
3978 }
3979
3980 static void
3981 vtnet_enable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3982 {
3983         int i;
3984
3985         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3986                 vtnet_txq_enable_intr(&sc->vtnet_txqs[i]);
3987 }
3988
3989 static void
3990 vtnet_enable_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3991 {
3992
3993         vtnet_enable_rx_interrupts(sc);
3994         vtnet_enable_tx_interrupts(sc);
3995 }
3996
3997 static void
3998 vtnet_disable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3999 {
4000         int i;
4001
4002         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
4003                 vtnet_rxq_disable_intr(&sc->vtnet_rxqs[i]);
4004 }
4005
4006 static void
4007 vtnet_disable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
4008 {
4009         int i;
4010
4011         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
4012                 vtnet_txq_disable_intr(&sc->vtnet_txqs[i]);
4013 }
4014
4015 static void
4016 vtnet_disable_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
4017 {
4018
4019         vtnet_disable_rx_interrupts(sc);
4020         vtnet_disable_tx_interrupts(sc);
4021 }
4022
4023 static int
4024 vtnet_tunable_int(struct vtnet_softc *sc, const char *knob, int def)
4025 {
4026         char path[64];
4027
4028         snprintf(path, sizeof(path),
4029             "hw.vtnet.%d.%s", device_get_unit(sc->vtnet_dev), knob);
4030         TUNABLE_INT_FETCH(path, &def);
4031
4032         return (def);
4033 }
4034
4035 #ifdef DEBUGNET
4036 static void
4037 vtnet_debugnet_init(struct ifnet *ifp, int *nrxr, int *ncl, int *clsize)
4038 {
4039         struct vtnet_softc *sc;
4040
4041         sc = if_getsoftc(ifp);
4042
4043         VTNET_CORE_LOCK(sc);
4044         *nrxr = sc->vtnet_max_vq_pairs;
4045         *ncl = DEBUGNET_MAX_IN_FLIGHT;
4046         *clsize = sc->vtnet_rx_clsize;
4047         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
4048 }
4049
4050 static void
4051 vtnet_debugnet_event(struct ifnet *ifp __unused, enum debugnet_ev event __unused)
4052 {
4053 }
4054
4055 static int
4056 vtnet_debugnet_transmit(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m)
4057 {
4058         struct vtnet_softc *sc;
4059         struct vtnet_txq *txq;
4060         int error;
4061
4062         sc = if_getsoftc(ifp);
4063         if ((if_getdrvflags(ifp) & (IFF_DRV_RUNNING | IFF_DRV_OACTIVE)) !=
4064             IFF_DRV_RUNNING)
4065                 return (EBUSY);
4066
4067         txq = &sc->vtnet_txqs[0];
4068         error = vtnet_txq_encap(txq, &m, M_NOWAIT | M_USE_RESERVE);
4069         if (error == 0)
4070                 (void)vtnet_txq_notify(txq);
4071         return (error);
4072 }
4073
4074 static int
4075 vtnet_debugnet_poll(struct ifnet *ifp, int count)
4076 {
4077         struct vtnet_softc *sc;
4078         int i;
4079
4080         sc = if_getsoftc(ifp);
4081         if ((if_getdrvflags(ifp) & (IFF_DRV_RUNNING | IFF_DRV_OACTIVE)) !=
4082             IFF_DRV_RUNNING)
4083                 return (EBUSY);
4084
4085         (void)vtnet_txq_eof(&sc->vtnet_txqs[0]);
4086         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++)
4087                 (void)vtnet_rxq_eof(&sc->vtnet_rxqs[i]);
4088         return (0);
4089 }
4090 #endif /* DEBUGNET */