sys/dev/virtio/network/if_vtnet.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2011, Bryan Venteicher <bryanv@FreeBSD.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  10  *    disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 /* Driver for VirtIO network devices. */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/sockio.h>
  36 #include <sys/mbuf.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/module.h>
  39 #include <sys/socket.h>
  40 #include <sys/sysctl.h>
  41 #include <sys/random.h>
  42 #include <sys/sglist.h>
  43 #include <sys/lock.h>
  44 #include <sys/mutex.h>
  45 #include <sys/taskqueue.h>
  46 #include <sys/smp.h>
  47 #include <machine/smp.h>
  48
  49 #include <vm/uma.h>
  50
  51 #include <net/ethernet.h>
  52 #include <net/if.h>
  53 #include <net/if_arp.h>
  54 #include <net/if_dl.h>
  55 #include <net/if_types.h>
  56 #include <net/if_media.h>
  57 #include <net/if_vlan_var.h>
  58
  59 #include <net/bpf.h>
  60
  61 #include <netinet/in_systm.h>
  62 #include <netinet/in.h>
  63 #include <netinet/ip.h>
  64 #include <netinet/ip6.h>
  65 #include <netinet6/ip6_var.h>
  66 #include <netinet/udp.h>
  67 #include <netinet/tcp.h>
  68 #include <netinet/sctp.h>
  69
  70 #include <machine/bus.h>
  71 #include <machine/resource.h>
  72 #include <sys/bus.h>
  73 #include <sys/rman.h>
  74
  75 #include <dev/virtio/virtio.h>
  76 #include <dev/virtio/virtqueue.h>
  77 #include <dev/virtio/network/virtio_net.h>
  78 #include <dev/virtio/network/if_vtnetvar.h>
  79
  80 #include "virtio_if.h"
  81
  82 #include "opt_inet.h"
  83 #include "opt_inet6.h"
  84
  85 static int      vtnet_modevent(module_t, int, void *);
  86
  87 static int      vtnet_probe(device_t);
  88 static int      vtnet_attach(device_t);
  89 static int      vtnet_detach(device_t);
  90 static int      vtnet_suspend(device_t);
  91 static int      vtnet_resume(device_t);
  92 static int      vtnet_shutdown(device_t);
  93 static int      vtnet_attach_completed(device_t);
  94 static int      vtnet_config_change(device_t);
  95
  96 static void     vtnet_negotiate_features(struct vtnet_softc *);
  97 static void     vtnet_setup_features(struct vtnet_softc *);
  98 static int      vtnet_init_rxq(struct vtnet_softc *, int);
  99 static int      vtnet_init_txq(struct vtnet_softc *, int);
 100 static int      vtnet_alloc_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 101 static void     vtnet_free_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 102 static int      vtnet_alloc_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 103 static void     vtnet_free_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 104 static int      vtnet_alloc_virtqueues(struct vtnet_softc *);
 105 static int      vtnet_setup_interface(struct vtnet_softc *);
 106 static int      vtnet_change_mtu(struct vtnet_softc *, int);
 107 static int      vtnet_ioctl(struct ifnet *, u_long, caddr_t);
 108
 109 static int      vtnet_rxq_populate(struct vtnet_rxq *);
 110 static void     vtnet_rxq_free_mbufs(struct vtnet_rxq *);
 111 static struct mbuf *
 112                 vtnet_rx_alloc_buf(struct vtnet_softc *, int , struct mbuf **);
 113 static int      vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(struct vtnet_rxq *,
 114                     struct mbuf *, int);
 115 static int      vtnet_rxq_replace_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *, int);
 116 static int      vtnet_rxq_enqueue_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *);
 117 static int      vtnet_rxq_new_buf(struct vtnet_rxq *);
 118 static int      vtnet_rxq_csum(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *,
 119                      struct virtio_net_hdr *);
 120 static void     vtnet_rxq_discard_merged_bufs(struct vtnet_rxq *, int);
 121 static void     vtnet_rxq_discard_buf(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *);
 122 static int      vtnet_rxq_merged_eof(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *, int);
 123 static void     vtnet_rxq_input(struct vtnet_rxq *, struct mbuf *,
 124                     struct virtio_net_hdr *);
 125 static int      vtnet_rxq_eof(struct vtnet_rxq *);
 126 static void     vtnet_rx_vq_intr(void *);
 127 static void     vtnet_rxq_tq_intr(void *, int);
 128
 129 static int      vtnet_txq_below_threshold(struct vtnet_txq *);
 130 static int      vtnet_txq_notify(struct vtnet_txq *);
 131 static void     vtnet_txq_free_mbufs(struct vtnet_txq *);
 132 static int      vtnet_txq_offload_ctx(struct vtnet_txq *, struct mbuf *,
 133                     int *, int *, int *);
 134 static int      vtnet_txq_offload_tso(struct vtnet_txq *, struct mbuf *, int,
 135                     int, struct virtio_net_hdr *);
 136 static struct mbuf *
 137                 vtnet_txq_offload(struct vtnet_txq *, struct mbuf *,
 138                     struct virtio_net_hdr *);
 139 static int      vtnet_txq_enqueue_buf(struct vtnet_txq *, struct mbuf **,
 140                     struct vtnet_tx_header *);
 141 static int      vtnet_txq_encap(struct vtnet_txq *, struct mbuf **);
 142 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
 143 static void     vtnet_start_locked(struct vtnet_txq *, struct ifnet *);
 144 static void     vtnet_start(struct ifnet *);
 145 #else
 146 static int      vtnet_txq_mq_start_locked(struct vtnet_txq *, struct mbuf *);
 147 static int      vtnet_txq_mq_start(struct ifnet *, struct mbuf *);
 148 static void     vtnet_txq_tq_deferred(void *, int);
 149 #endif
 150 static void     vtnet_txq_start(struct vtnet_txq *);
 151 static void     vtnet_txq_tq_intr(void *, int);
 152 static int      vtnet_txq_eof(struct vtnet_txq *);
 153 static void     vtnet_tx_vq_intr(void *);
 154 static void     vtnet_tx_start_all(struct vtnet_softc *);
 155
 156 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 157 static void     vtnet_qflush(struct ifnet *);
 158 #endif
 159
 160 static int      vtnet_watchdog(struct vtnet_txq *);
 161 static void     vtnet_rxq_accum_stats(struct vtnet_rxq *,
 162                     struct vtnet_rxq_stats *);
 163 static void     vtnet_txq_accum_stats(struct vtnet_txq *,
 164                     struct vtnet_txq_stats *);
 165 static void     vtnet_accumulate_stats(struct vtnet_softc *);
 166 static void     vtnet_tick(void *);
 167
 168 static void     vtnet_start_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 169 static void     vtnet_free_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 170 static void     vtnet_drain_taskqueues(struct vtnet_softc *);
 171
 172 static void     vtnet_drain_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 173 static void     vtnet_stop_rendezvous(struct vtnet_softc *);
 174 static void     vtnet_stop(struct vtnet_softc *);
 175 static int      vtnet_virtio_reinit(struct vtnet_softc *);
 176 static void     vtnet_init_rx_filters(struct vtnet_softc *);
 177 static int      vtnet_init_rx_queues(struct vtnet_softc *);
 178 static int      vtnet_init_tx_queues(struct vtnet_softc *);
 179 static int      vtnet_init_rxtx_queues(struct vtnet_softc *);
 180 static void     vtnet_set_active_vq_pairs(struct vtnet_softc *);
 181 static int      vtnet_reinit(struct vtnet_softc *);
 182 static void     vtnet_init_locked(struct vtnet_softc *);
 183 static void     vtnet_init(void *);
 184
 185 static void     vtnet_free_ctrl_vq(struct vtnet_softc *);
 186 static void     vtnet_exec_ctrl_cmd(struct vtnet_softc *, void *,
 187                     struct sglist *, int, int);
 188 static int      vtnet_ctrl_mac_cmd(struct vtnet_softc *, uint8_t *);
 189 static int      vtnet_ctrl_mq_cmd(struct vtnet_softc *, uint16_t);
 190 static int      vtnet_ctrl_rx_cmd(struct vtnet_softc *, int, int);
 191 static int      vtnet_set_promisc(struct vtnet_softc *, int);
 192 static int      vtnet_set_allmulti(struct vtnet_softc *, int);
 193 static void     vtnet_attach_disable_promisc(struct vtnet_softc *);
 194 static void     vtnet_rx_filter(struct vtnet_softc *);
 195 static void     vtnet_rx_filter_mac(struct vtnet_softc *);
 196 static int      vtnet_exec_vlan_filter(struct vtnet_softc *, int, uint16_t);
 197 static void     vtnet_rx_filter_vlan(struct vtnet_softc *);
 198 static void     vtnet_update_vlan_filter(struct vtnet_softc *, int, uint16_t);
 199 static void     vtnet_register_vlan(void *, struct ifnet *, uint16_t);
 200 static void     vtnet_unregister_vlan(void *, struct ifnet *, uint16_t);
 201
 202 static int      vtnet_is_link_up(struct vtnet_softc *);
 203 static void     vtnet_update_link_status(struct vtnet_softc *);
 204 static int      vtnet_ifmedia_upd(struct ifnet *);
 205 static void     vtnet_ifmedia_sts(struct ifnet *, struct ifmediareq *);
 206 static void     vtnet_get_hwaddr(struct vtnet_softc *);
 207 static void     vtnet_set_hwaddr(struct vtnet_softc *);
 208 static void     vtnet_vlan_tag_remove(struct mbuf *);
 209 static void     vtnet_set_rx_process_limit(struct vtnet_softc *);
 210 static void     vtnet_set_tx_intr_threshold(struct vtnet_softc *);
 211
 212 static void     vtnet_setup_rxq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *,
 213                     struct sysctl_oid_list *, struct vtnet_rxq *);
 214 static void     vtnet_setup_txq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *,
 215                     struct sysctl_oid_list *, struct vtnet_txq *);
 216 static void     vtnet_setup_queue_sysctl(struct vtnet_softc *);
 217 static void     vtnet_setup_sysctl(struct vtnet_softc *);
 218
 219 static int      vtnet_rxq_enable_intr(struct vtnet_rxq *);
 220 static void     vtnet_rxq_disable_intr(struct vtnet_rxq *);
 221 static int      vtnet_txq_enable_intr(struct vtnet_txq *);
 222 static void     vtnet_txq_disable_intr(struct vtnet_txq *);
 223 static void     vtnet_enable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 224 static void     vtnet_enable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 225 static void     vtnet_enable_interrupts(struct vtnet_softc *);
 226 static void     vtnet_disable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 227 static void     vtnet_disable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *);
 228 static void     vtnet_disable_interrupts(struct vtnet_softc *);
 229
 230 static int      vtnet_tunable_int(struct vtnet_softc *, const char *, int);
 231
 232 /* Tunables. */
 233 static int vtnet_csum_disable = 0;
 234 TUNABLE_INT("hw.vtnet.csum_disable", &vtnet_csum_disable);
 235 static int vtnet_tso_disable = 0;
 236 TUNABLE_INT("hw.vtnet.tso_disable", &vtnet_tso_disable);
 237 static int vtnet_lro_disable = 0;
 238 TUNABLE_INT("hw.vtnet.lro_disable", &vtnet_lro_disable);
 239 static int vtnet_mq_disable = 0;
 240 TUNABLE_INT("hw.vtnet.mq_disable", &vtnet_mq_disable);
 241 static int vtnet_mq_max_pairs = 0;
 242 TUNABLE_INT("hw.vtnet.mq_max_pairs", &vtnet_mq_max_pairs);
 243 static int vtnet_rx_process_limit = 512;
 244 TUNABLE_INT("hw.vtnet.rx_process_limit", &vtnet_rx_process_limit);
 245
 246 static uma_zone_t vtnet_tx_header_zone;
 247
 248 static struct virtio_feature_desc vtnet_feature_desc[] = {
 249         { VIRTIO_NET_F_CSUM,            "TxChecksum"    },
 250         { VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM,      "RxChecksum"    },
 251         { VIRTIO_NET_F_MAC,             "MacAddress"    },
 252         { VIRTIO_NET_F_GSO,             "TxAllGSO"      },
 253         { VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4,      "RxTSOv4"       },
 254         { VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6,      "RxTSOv6"       },
 255         { VIRTIO_NET_F_GUEST_ECN,       "RxECN"         },
 256         { VIRTIO_NET_F_GUEST_UFO,       "RxUFO"         },
 257         { VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4,       "TxTSOv4"       },
 258         { VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6,       "TxTSOv6"       },
 259         { VIRTIO_NET_F_HOST_ECN,        "TxTSOECN"      },
 260         { VIRTIO_NET_F_HOST_UFO,        "TxUFO"         },
 261         { VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF,       "MrgRxBuf"      },
 262         { VIRTIO_NET_F_STATUS,          "Status"        },
 263         { VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ,         "ControlVq"     },
 264         { VIRTIO_NET_F_CTRL_RX,         "RxMode"        },
 265         { VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN,       "VLanFilter"    },
 266         { VIRTIO_NET_F_CTRL_RX_EXTRA,   "RxModeExtra"   },
 267         { VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE,  "GuestAnnounce" },
 268         { VIRTIO_NET_F_MQ,              "Multiqueue"    },
 269         { VIRTIO_NET_F_CTRL_MAC_ADDR,   "SetMacAddress" },
 270
 271         { 0, NULL }
 272 };
 273
 274 static device_method_t vtnet_methods[] = {
 275         /* Device methods. */
 276         DEVMETHOD(device_probe,                 vtnet_probe),
 277         DEVMETHOD(device_attach,                vtnet_attach),
 278         DEVMETHOD(device_detach,                vtnet_detach),
 279         DEVMETHOD(device_suspend,               vtnet_suspend),
 280         DEVMETHOD(device_resume,                vtnet_resume),
 281         DEVMETHOD(device_shutdown,              vtnet_shutdown),
 282
 283         /* VirtIO methods. */
 284         DEVMETHOD(virtio_attach_completed,      vtnet_attach_completed),
 285         DEVMETHOD(virtio_config_change,         vtnet_config_change),
 286
 287         DEVMETHOD_END
 288 };
 289
 290 #ifdef DEV_NETMAP
 291 #include <dev/netmap/if_vtnet_netmap.h>
 292 #endif /* DEV_NETMAP */
 293
 294 static driver_t vtnet_driver = {
 295         "vtnet",
 296         vtnet_methods,
 297         sizeof(struct vtnet_softc)
 298 };
 299 static devclass_t vtnet_devclass;
 300
 301 DRIVER_MODULE(vtnet, virtio_pci, vtnet_driver, vtnet_devclass,
 302     vtnet_modevent, 0);
 303 MODULE_VERSION(vtnet, 1);
 304 MODULE_DEPEND(vtnet, virtio, 1, 1, 1);
 305
 306 static int
 307 vtnet_modevent(module_t mod, int type, void *unused)
 308 {
 309         int error;
 310
 311         error = 0;
 312
 313         switch (type) {
 314         case MOD_LOAD:
 315                 vtnet_tx_header_zone = uma_zcreate("vtnet_tx_hdr",
 316                     sizeof(struct vtnet_tx_header),
 317                     NULL, NULL, NULL, NULL, 0, 0);
 318                 break;
 319         case MOD_QUIESCE:
 320         case MOD_UNLOAD:
 321                 if (uma_zone_get_cur(vtnet_tx_header_zone) > 0)
 322                         error = EBUSY;
 323                 else if (type == MOD_UNLOAD) {
 324                         uma_zdestroy(vtnet_tx_header_zone);
 325                         vtnet_tx_header_zone = NULL;
 326                 }
 327                 break;
 328         case MOD_SHUTDOWN:
 329                 break;
 330         default:
 331                 error = EOPNOTSUPP;
 332                 break;
 333         }
 334
 335         return (error);
 336 }
 337
 338 static int
 339 vtnet_probe(device_t dev)
 340 {
 341
 342         if (virtio_get_device_type(dev) != VIRTIO_ID_NETWORK)
 343                 return (ENXIO);
 344
 345         device_set_desc(dev, "VirtIO Networking Adapter");
 346
 347         return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 348 }
 349
 350 static int
 351 vtnet_attach(device_t dev)
 352 {
 353         struct vtnet_softc *sc;
 354         int error;
 355
 356         sc = device_get_softc(dev);
 357         sc->vtnet_dev = dev;
 358
 359         /* Register our feature descriptions. */
 360         virtio_set_feature_desc(dev, vtnet_feature_desc);
 361
 362         VTNET_CORE_LOCK_INIT(sc);
 363         callout_init_mtx(&sc->vtnet_tick_ch, VTNET_CORE_MTX(sc), 0);
 364
 365         vtnet_setup_sysctl(sc);
 366         vtnet_setup_features(sc);
 367
 368         error = vtnet_alloc_rx_filters(sc);
 369         if (error) {
 370                 device_printf(dev, "cannot allocate Rx filters\n");
 371                 goto fail;
 372         }
 373
 374         error = vtnet_alloc_rxtx_queues(sc);
 375         if (error) {
 376                 device_printf(dev, "cannot allocate queues\n");
 377                 goto fail;
 378         }
 379
 380         error = vtnet_alloc_virtqueues(sc);
 381         if (error) {
 382                 device_printf(dev, "cannot allocate virtqueues\n");
 383                 goto fail;
 384         }
 385
 386         error = vtnet_setup_interface(sc);
 387         if (error) {
 388                 device_printf(dev, "cannot setup interface\n");
 389                 goto fail;
 390         }
 391
 392         error = virtio_setup_intr(dev, INTR_TYPE_NET);
 393         if (error) {
 394                 device_printf(dev, "cannot setup virtqueue interrupts\n");
 395                 /* BMV: This will crash if during boot! */
 396                 ether_ifdetach(sc->vtnet_ifp);
 397                 goto fail;
 398         }
 399
 400 #ifdef DEV_NETMAP
 401         vtnet_netmap_attach(sc);
 402 #endif /* DEV_NETMAP */
 403
 404         vtnet_start_taskqueues(sc);
 405
 406 fail:
 407         if (error)
 408                 vtnet_detach(dev);
 409
 410         return (error);
 411 }
 412
 413 static int
 414 vtnet_detach(device_t dev)
 415 {
 416         struct vtnet_softc *sc;
 417         struct ifnet *ifp;
 418
 419         sc = device_get_softc(dev);
 420         ifp = sc->vtnet_ifp;
 421
 422         if (device_is_attached(dev)) {
 423                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
 424                 vtnet_stop(sc);
 425                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 426
 427                 callout_drain(&sc->vtnet_tick_ch);
 428                 vtnet_drain_taskqueues(sc);
 429
 430                 ether_ifdetach(ifp);
 431         }
 432
 433 #ifdef DEV_NETMAP
 434         netmap_detach(ifp);
 435 #endif /* DEV_NETMAP */
 436
 437         vtnet_free_taskqueues(sc);
 438
 439         if (sc->vtnet_vlan_attach != NULL) {
 440                 EVENTHANDLER_DEREGISTER(vlan_config, sc->vtnet_vlan_attach);
 441                 sc->vtnet_vlan_attach = NULL;
 442         }
 443         if (sc->vtnet_vlan_detach != NULL) {
 444                 EVENTHANDLER_DEREGISTER(vlan_unconfg, sc->vtnet_vlan_detach);
 445                 sc->vtnet_vlan_detach = NULL;
 446         }
 447
 448         ifmedia_removeall(&sc->vtnet_media);
 449
 450         if (ifp != NULL) {
 451                 if_free(ifp);
 452                 sc->vtnet_ifp = NULL;
 453         }
 454
 455         vtnet_free_rxtx_queues(sc);
 456         vtnet_free_rx_filters(sc);
 457
 458         if (sc->vtnet_ctrl_vq != NULL)
 459                 vtnet_free_ctrl_vq(sc);
 460
 461         VTNET_CORE_LOCK_DESTROY(sc);
 462
 463         return (0);
 464 }
 465
 466 static int
 467 vtnet_suspend(device_t dev)
 468 {
 469         struct vtnet_softc *sc;
 470
 471         sc = device_get_softc(dev);
 472
 473         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 474         vtnet_stop(sc);
 475         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_SUSPENDED;
 476         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 477
 478         return (0);
 479 }
 480
 481 static int
 482 vtnet_resume(device_t dev)
 483 {
 484         struct vtnet_softc *sc;
 485         struct ifnet *ifp;
 486
 487         sc = device_get_softc(dev);
 488         ifp = sc->vtnet_ifp;
 489
 490         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 491         if (ifp->if_flags & IFF_UP)
 492                 vtnet_init_locked(sc);
 493         sc->vtnet_flags &= ~VTNET_FLAG_SUSPENDED;
 494         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 495
 496         return (0);
 497 }
 498
 499 static int
 500 vtnet_shutdown(device_t dev)
 501 {
 502
 503         /*
 504          * Suspend already does all of what we need to
 505          * do here; we just never expect to be resumed.
 506          */
 507         return (vtnet_suspend(dev));
 508 }
 509
 510 static int
 511 vtnet_attach_completed(device_t dev)
 512 {
 513
 514         vtnet_attach_disable_promisc(device_get_softc(dev));
 515
 516         return (0);
 517 }
 518
 519 static int
 520 vtnet_config_change(device_t dev)
 521 {
 522         struct vtnet_softc *sc;
 523
 524         sc = device_get_softc(dev);
 525
 526         VTNET_CORE_LOCK(sc);
 527         vtnet_update_link_status(sc);
 528         if (sc->vtnet_link_active != 0)
 529                 vtnet_tx_start_all(sc);
 530         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
 531
 532         return (0);
 533 }
 534
 535 static void
 536 vtnet_negotiate_features(struct vtnet_softc *sc)
 537 {
 538         device_t dev;
 539         uint64_t mask, features;
 540
 541         dev = sc->vtnet_dev;
 542         mask = 0;
 543
 544         /*
 545          * TSO and LRO are only available when their corresponding checksum
 546          * offload feature is also negotiated.
 547          */
 548         if (vtnet_tunable_int(sc, "csum_disable", vtnet_csum_disable)) {
 549                 mask |= VIRTIO_NET_F_CSUM | VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM;
 550                 mask |= VTNET_TSO_FEATURES | VTNET_LRO_FEATURES;
 551         }
 552         if (vtnet_tunable_int(sc, "tso_disable", vtnet_tso_disable))
 553                 mask |= VTNET_TSO_FEATURES;
 554         if (vtnet_tunable_int(sc, "lro_disable", vtnet_lro_disable))
 555                 mask |= VTNET_LRO_FEATURES;
 556 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 557         if (vtnet_tunable_int(sc, "mq_disable", vtnet_mq_disable))
 558                 mask |= VIRTIO_NET_F_MQ;
 559 #else
 560         mask |= VIRTIO_NET_F_MQ;
 561 #endif
 562
 563         features = VTNET_FEATURES & ~mask;
 564         sc->vtnet_features = virtio_negotiate_features(dev, features);
 565
 566         if (virtio_with_feature(dev, VTNET_LRO_FEATURES) &&
 567             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF) == 0) {
 568                 /*
 569                  * LRO without mergeable buffers requires special care. This
 570                  * is not ideal because every receive buffer must be large
 571                  * enough to hold the maximum TCP packet, the Ethernet header,
 572                  * and the header. This requires up to 34 descriptors with
 573                  * MCLBYTES clusters. If we do not have indirect descriptors,
 574                  * LRO is disabled since the virtqueue will not contain very
 575                  * many receive buffers.
 576                  */
 577                 if (!virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC)) {
 578                         device_printf(dev,
 579                             "LRO disabled due to both mergeable buffers and "
 580                             "indirect descriptors not negotiated\n");
 581
 582                         features &= ~VTNET_LRO_FEATURES;
 583                         sc->vtnet_features =
 584                             virtio_negotiate_features(dev, features);
 585                 } else
 586                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_LRO_NOMRG;
 587         }
 588 }
 589
 590 static void
 591 vtnet_setup_features(struct vtnet_softc *sc)
 592 {
 593         device_t dev;
 594         int max_pairs, max;
 595
 596         dev = sc->vtnet_dev;
 597
 598         vtnet_negotiate_features(sc);
 599
 600         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC))
 601                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_INDIRECT;
 602         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX))
 603                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_EVENT_IDX;
 604
 605         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MAC)) {
 606                 /* This feature should always be negotiated. */
 607                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MAC;
 608         }
 609
 610         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF)) {
 611                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS;
 612                 sc->vtnet_hdr_size = sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf);
 613         } else
 614                 sc->vtnet_hdr_size = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 615
 616         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS)
 617                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MRG_RX_SEGS;
 618         else if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG)
 619                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MAX_RX_SEGS;
 620         else
 621                 sc->vtnet_rx_nsegs = VTNET_MIN_RX_SEGS;
 622
 623         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GSO) ||
 624             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4) ||
 625             virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6))
 626                 sc->vtnet_tx_nsegs = VTNET_MAX_TX_SEGS;
 627         else
 628                 sc->vtnet_tx_nsegs = VTNET_MIN_TX_SEGS;
 629
 630         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ)) {
 631                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_VQ;
 632
 633                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_RX))
 634                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_RX;
 635                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN))
 636                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_VLAN_FILTER;
 637                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CTRL_MAC_ADDR))
 638                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_CTRL_MAC;
 639         }
 640
 641         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MQ) &&
 642             sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ) {
 643                 max_pairs = virtio_read_dev_config_2(dev,
 644                     offsetof(struct virtio_net_config, max_virtqueue_pairs));
 645                 if (max_pairs < VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MIN ||
 646                     max_pairs > VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX)
 647                         max_pairs = 1;
 648         } else
 649                 max_pairs = 1;
 650
 651         if (max_pairs > 1) {
 652                 /*
 653                  * Limit the maximum number of queue pairs to the number of
 654                  * CPUs or the configured maximum. The actual number of
 655                  * queues that get used may be less.
 656                  */
 657                 max = vtnet_tunable_int(sc, "mq_max_pairs", vtnet_mq_max_pairs);
 658                 if (max > 0 && max_pairs > max)
 659                         max_pairs = max;
 660                 if (max_pairs > mp_ncpus)
 661                         max_pairs = mp_ncpus;
 662                 if (max_pairs > VTNET_MAX_QUEUE_PAIRS)
 663                         max_pairs = VTNET_MAX_QUEUE_PAIRS;
 664                 if (max_pairs > 1)
 665                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_MULTIQ;
 666         }
 667
 668         sc->vtnet_max_vq_pairs = max_pairs;
 669 }
 670
 671 static int
 672 vtnet_init_rxq(struct vtnet_softc *sc, int id)
 673 {
 674         struct vtnet_rxq *rxq;
 675
 676         rxq = &sc->vtnet_rxqs[id];
 677
 678         snprintf(rxq->vtnrx_name, sizeof(rxq->vtnrx_name), "%s-rx%d",
 679             device_get_nameunit(sc->vtnet_dev), id);
 680         mtx_init(&rxq->vtnrx_mtx, rxq->vtnrx_name, NULL, MTX_DEF);
 681
 682         rxq->vtnrx_sc = sc;
 683         rxq->vtnrx_id = id;
 684
 685         rxq->vtnrx_sg = sglist_alloc(sc->vtnet_rx_nsegs, M_NOWAIT);
 686         if (rxq->vtnrx_sg == NULL)
 687                 return (ENOMEM);
 688
 689         TASK_INIT(&rxq->vtnrx_intrtask, 0, vtnet_rxq_tq_intr, rxq);
 690         rxq->vtnrx_tq = taskqueue_create(rxq->vtnrx_name, M_NOWAIT,
 691             taskqueue_thread_enqueue, &rxq->vtnrx_tq);
 692
 693         return (rxq->vtnrx_tq == NULL ? ENOMEM : 0);
 694 }
 695
 696 static int
 697 vtnet_init_txq(struct vtnet_softc *sc, int id)
 698 {
 699         struct vtnet_txq *txq;
 700
 701         txq = &sc->vtnet_txqs[id];
 702
 703         snprintf(txq->vtntx_name, sizeof(txq->vtntx_name), "%s-tx%d",
 704             device_get_nameunit(sc->vtnet_dev), id);
 705         mtx_init(&txq->vtntx_mtx, txq->vtntx_name, NULL, MTX_DEF);
 706
 707         txq->vtntx_sc = sc;
 708         txq->vtntx_id = id;
 709
 710         txq->vtntx_sg = sglist_alloc(sc->vtnet_tx_nsegs, M_NOWAIT);
 711         if (txq->vtntx_sg == NULL)
 712                 return (ENOMEM);
 713
 714 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 715         txq->vtntx_br = buf_ring_alloc(VTNET_DEFAULT_BUFRING_SIZE, M_DEVBUF,
 716             M_NOWAIT, &txq->vtntx_mtx);
 717         if (txq->vtntx_br == NULL)
 718                 return (ENOMEM);
 719
 720         TASK_INIT(&txq->vtntx_defrtask, 0, vtnet_txq_tq_deferred, txq);
 721 #endif
 722         TASK_INIT(&txq->vtntx_intrtask, 0, vtnet_txq_tq_intr, txq);
 723         txq->vtntx_tq = taskqueue_create(txq->vtntx_name, M_NOWAIT,
 724             taskqueue_thread_enqueue, &txq->vtntx_tq);
 725         if (txq->vtntx_tq == NULL)
 726                 return (ENOMEM);
 727
 728         return (0);
 729 }
 730
 731 static int
 732 vtnet_alloc_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
 733 {
 734         int i, npairs, error;
 735
 736         npairs = sc->vtnet_max_vq_pairs;
 737
 738         sc->vtnet_rxqs = malloc(sizeof(struct vtnet_rxq) * npairs, M_DEVBUF,
 739             M_NOWAIT | M_ZERO);
 740         sc->vtnet_txqs = malloc(sizeof(struct vtnet_txq) * npairs, M_DEVBUF,
 741             M_NOWAIT | M_ZERO);
 742         if (sc->vtnet_rxqs == NULL || sc->vtnet_txqs == NULL)
 743                 return (ENOMEM);
 744
 745         for (i = 0; i < npairs; i++) {
 746                 error = vtnet_init_rxq(sc, i);
 747                 if (error)
 748                         return (error);
 749                 error = vtnet_init_txq(sc, i);
 750                 if (error)
 751                         return (error);
 752         }
 753
 754         vtnet_setup_queue_sysctl(sc);
 755
 756         return (0);
 757 }
 758
 759 static void
 760 vtnet_destroy_rxq(struct vtnet_rxq *rxq)
 761 {
 762
 763         rxq->vtnrx_sc = NULL;
 764         rxq->vtnrx_id = -1;
 765
 766         if (rxq->vtnrx_sg != NULL) {
 767                 sglist_free(rxq->vtnrx_sg);
 768                 rxq->vtnrx_sg = NULL;
 769         }
 770
 771         if (mtx_initialized(&rxq->vtnrx_mtx) != 0)
 772                 mtx_destroy(&rxq->vtnrx_mtx);
 773 }
 774
 775 static void
 776 vtnet_destroy_txq(struct vtnet_txq *txq)
 777 {
 778
 779         txq->vtntx_sc = NULL;
 780         txq->vtntx_id = -1;
 781
 782         if (txq->vtntx_sg != NULL) {
 783                 sglist_free(txq->vtntx_sg);
 784                 txq->vtntx_sg = NULL;
 785         }
 786
 787 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 788         if (txq->vtntx_br != NULL) {
 789                 buf_ring_free(txq->vtntx_br, M_DEVBUF);
 790                 txq->vtntx_br = NULL;
 791         }
 792 #endif
 793
 794         if (mtx_initialized(&txq->vtntx_mtx) != 0)
 795                 mtx_destroy(&txq->vtntx_mtx);
 796 }
 797
 798 static void
 799 vtnet_free_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
 800 {
 801         int i;
 802
 803         if (sc->vtnet_rxqs != NULL) {
 804                 for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++)
 805                         vtnet_destroy_rxq(&sc->vtnet_rxqs[i]);
 806                 free(sc->vtnet_rxqs, M_DEVBUF);
 807                 sc->vtnet_rxqs = NULL;
 808         }
 809
 810         if (sc->vtnet_txqs != NULL) {
 811                 for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++)
 812                         vtnet_destroy_txq(&sc->vtnet_txqs[i]);
 813                 free(sc->vtnet_txqs, M_DEVBUF);
 814                 sc->vtnet_txqs = NULL;
 815         }
 816 }
 817
 818 static int
 819 vtnet_alloc_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
 820 {
 821
 822         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) {
 823                 sc->vtnet_mac_filter = malloc(sizeof(struct vtnet_mac_filter),
 824                     M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
 825                 if (sc->vtnet_mac_filter == NULL)
 826                         return (ENOMEM);
 827         }
 828
 829         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER) {
 830                 sc->vtnet_vlan_filter = malloc(sizeof(uint32_t) *
 831                     VTNET_VLAN_FILTER_NWORDS, M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
 832                 if (sc->vtnet_vlan_filter == NULL)
 833                         return (ENOMEM);
 834         }
 835
 836         return (0);
 837 }
 838
 839 static void
 840 vtnet_free_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
 841 {
 842
 843         if (sc->vtnet_mac_filter != NULL) {
 844                 free(sc->vtnet_mac_filter, M_DEVBUF);
 845                 sc->vtnet_mac_filter = NULL;
 846         }
 847
 848         if (sc->vtnet_vlan_filter != NULL) {
 849                 free(sc->vtnet_vlan_filter, M_DEVBUF);
 850                 sc->vtnet_vlan_filter = NULL;
 851         }
 852 }
 853
 854 static int
 855 vtnet_alloc_virtqueues(struct vtnet_softc *sc)
 856 {
 857         device_t dev;
 858         struct vq_alloc_info *info;
 859         struct vtnet_rxq *rxq;
 860         struct vtnet_txq *txq;
 861         int i, idx, flags, nvqs, error;
 862
 863         dev = sc->vtnet_dev;
 864         flags = 0;
 865
 866         nvqs = sc->vtnet_max_vq_pairs * 2;
 867         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ)
 868                 nvqs++;
 869
 870         info = malloc(sizeof(struct vq_alloc_info) * nvqs, M_TEMP, M_NOWAIT);
 871         if (info == NULL)
 872                 return (ENOMEM);
 873
 874         for (i = 0, idx = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++, idx+=2) {
 875                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
 876                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx], sc->vtnet_rx_nsegs,
 877                     vtnet_rx_vq_intr, rxq, &rxq->vtnrx_vq,
 878                     "%s-%d rx", device_get_nameunit(dev), rxq->vtnrx_id);
 879
 880                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
 881                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx+1], sc->vtnet_tx_nsegs,
 882                     vtnet_tx_vq_intr, txq, &txq->vtntx_vq,
 883                     "%s-%d tx", device_get_nameunit(dev), txq->vtntx_id);
 884         }
 885
 886         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ) {
 887                 VQ_ALLOC_INFO_INIT(&info[idx], 0, NULL, NULL,
 888                     &sc->vtnet_ctrl_vq, "%s ctrl", device_get_nameunit(dev));
 889         }
 890
 891         /*
 892          * Enable interrupt binding if this is multiqueue. This only matters
 893          * when per-vq MSIX is available.
 894          */
 895         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MULTIQ)
 896                 flags |= 0;
 897
 898         error = virtio_alloc_virtqueues(dev, flags, nvqs, info);
 899         free(info, M_TEMP);
 900
 901         return (error);
 902 }
 903
 904 static int
 905 vtnet_setup_interface(struct vtnet_softc *sc)
 906 {
 907         device_t dev;
 908         struct ifnet *ifp;
 909
 910         dev = sc->vtnet_dev;
 911
 912         ifp = sc->vtnet_ifp = if_alloc(IFT_ETHER);
 913         if (ifp == NULL) {
 914                 device_printf(dev, "cannot allocate ifnet structure\n");
 915                 return (ENOSPC);
 916         }
 917
 918         if_initname(ifp, device_get_name(dev), device_get_unit(dev));
 919         if_initbaudrate(ifp, IF_Gbps(10));      /* Approx. */
 920         ifp->if_softc = sc;
 921         ifp->if_flags = IFF_BROADCAST | IFF_SIMPLEX | IFF_MULTICAST;
 922         ifp->if_init = vtnet_init;
 923         ifp->if_ioctl = vtnet_ioctl;
 924
 925 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
 926         ifp->if_transmit = vtnet_txq_mq_start;
 927         ifp->if_qflush = vtnet_qflush;
 928 #else
 929         struct virtqueue *vq = sc->vtnet_txqs[0].vtntx_vq;
 930         ifp->if_start = vtnet_start;
 931         IFQ_SET_MAXLEN(&ifp->if_snd, virtqueue_size(vq) - 1);
 932         ifp->if_snd.ifq_drv_maxlen = virtqueue_size(vq) - 1;
 933         IFQ_SET_READY(&ifp->if_snd);
 934 #endif
 935
 936         ifmedia_init(&sc->vtnet_media, IFM_IMASK, vtnet_ifmedia_upd,
 937             vtnet_ifmedia_sts);
 938         ifmedia_add(&sc->vtnet_media, VTNET_MEDIATYPE, 0, NULL);
 939         ifmedia_set(&sc->vtnet_media, VTNET_MEDIATYPE);
 940
 941         /* Read (or generate) the MAC address for the adapter. */
 942         vtnet_get_hwaddr(sc);
 943
 944         ether_ifattach(ifp, sc->vtnet_hwaddr);
 945
 946         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_STATUS))
 947                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_LINKSTATE;
 948
 949         /* Tell the upper layer(s) we support long frames. */
 950         ifp->if_data.ifi_hdrlen = sizeof(struct ether_vlan_header);
 951         ifp->if_capabilities |= IFCAP_JUMBO_MTU | IFCAP_VLAN_MTU;
 952
 953         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_CSUM)) {
 954                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TXCSUM | IFCAP_TXCSUM_IPV6;
 955
 956                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GSO)) {
 957                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO4 | IFCAP_TSO6;
 958                         sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_TSO_ECN;
 959                 } else {
 960                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4))
 961                                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO4;
 962                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6))
 963                                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_TSO6;
 964                         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_HOST_ECN))
 965                                 sc->vtnet_flags |= VTNET_FLAG_TSO_ECN;
 966                 }
 967
 968                 if (ifp->if_capabilities & IFCAP_TSO)
 969                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_VLAN_HWTSO;
 970         }
 971
 972         if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM)) {
 973                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_RXCSUM | IFCAP_RXCSUM_IPV6;
 974
 975                 if (virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4) ||
 976                     virtio_with_feature(dev, VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6))
 977                         ifp->if_capabilities |= IFCAP_LRO;
 978         }
 979
 980         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_HWCSUM) {
 981                 /*
 982                  * VirtIO does not support VLAN tagging, but we can fake
 983                  * it by inserting and removing the 802.1Q header during
 984                  * transmit and receive. We are then able to do checksum
 985                  * offloading of VLAN frames.
 986                  */
 987                 ifp->if_capabilities |=
 988                     IFCAP_VLAN_HWTAGGING | IFCAP_VLAN_HWCSUM;
 989         }
 990
 991         ifp->if_capenable = ifp->if_capabilities;
 992
 993         /*
 994          * Capabilities after here are not enabled by default.
 995          */
 996
 997         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER) {
 998                 ifp->if_capabilities |= IFCAP_VLAN_HWFILTER;
 999
1000                 sc->vtnet_vlan_attach = EVENTHANDLER_REGISTER(vlan_config,
1001                     vtnet_register_vlan, sc, EVENTHANDLER_PRI_FIRST);
1002                 sc->vtnet_vlan_detach = EVENTHANDLER_REGISTER(vlan_unconfig,
1003                     vtnet_unregister_vlan, sc, EVENTHANDLER_PRI_FIRST);
1004         }
1005
1006         vtnet_set_rx_process_limit(sc);
1007         vtnet_set_tx_intr_threshold(sc);
1008
1009         return (0);
1010 }
1011
1012 static int
1013 vtnet_change_mtu(struct vtnet_softc *sc, int new_mtu)
1014 {
1015         struct ifnet *ifp;
1016         int frame_size, clsize;
1017
1018         ifp = sc->vtnet_ifp;
1019
1020         if (new_mtu < ETHERMIN || new_mtu > VTNET_MAX_MTU)
1021                 return (EINVAL);
1022
1023         frame_size = sc->vtnet_hdr_size + sizeof(struct ether_vlan_header) +
1024             new_mtu;
1025
1026         /*
1027          * Based on the new MTU (and hence frame size) determine which
1028          * cluster size is most appropriate for the receive queues.
1029          */
1030         if (frame_size <= MCLBYTES) {
1031                 clsize = MCLBYTES;
1032         } else if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1033                 /* Avoid going past 9K jumbos. */
1034                 if (frame_size > MJUM9BYTES)
1035                         return (EINVAL);
1036                 clsize = MJUM9BYTES;
1037         } else
1038                 clsize = MJUMPAGESIZE;
1039
1040         ifp->if_mtu = new_mtu;
1041         sc->vtnet_rx_new_clsize = clsize;
1042
1043         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
1044                 ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
1045                 vtnet_init_locked(sc);
1046         }
1047
1048         return (0);
1049 }
1050
1051 static int
1052 vtnet_ioctl(struct ifnet *ifp, u_long cmd, caddr_t data)
1053 {
1054         struct vtnet_softc *sc;
1055         struct ifreq *ifr;
1056         int reinit, mask, error;
1057
1058         sc = ifp->if_softc;
1059         ifr = (struct ifreq *) data;
1060         error = 0;
1061
1062         switch (cmd) {
1063         case SIOCSIFMTU:
1064                 if (ifp->if_mtu != ifr->ifr_mtu) {
1065                         VTNET_CORE_LOCK(sc);
1066                         error = vtnet_change_mtu(sc, ifr->ifr_mtu);
1067                         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1068                 }
1069                 break;
1070
1071         case SIOCSIFFLAGS:
1072                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1073                 if ((ifp->if_flags & IFF_UP) == 0) {
1074                         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
1075                                 vtnet_stop(sc);
1076                 } else if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) {
1077                         if ((ifp->if_flags ^ sc->vtnet_if_flags) &
1078                             (IFF_PROMISC | IFF_ALLMULTI)) {
1079                                 if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX)
1080                                         vtnet_rx_filter(sc);
1081                                 else {
1082                                         ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
1083                                         if ((ifp->if_flags ^ sc->vtnet_if_flags)
1084                                             & IFF_ALLMULTI)
1085                                                 error = ENOTSUP;
1086                                 }
1087                         }
1088                 } else
1089                         vtnet_init_locked(sc);
1090
1091                 if (error == 0)
1092                         sc->vtnet_if_flags = ifp->if_flags;
1093                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1094                 break;
1095
1096         case SIOCADDMULTI:
1097         case SIOCDELMULTI:
1098                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) == 0)
1099                         break;
1100                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1101                 if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
1102                         vtnet_rx_filter_mac(sc);
1103                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1104                 break;
1105
1106         case SIOCSIFMEDIA:
1107         case SIOCGIFMEDIA:
1108                 error = ifmedia_ioctl(ifp, ifr, &sc->vtnet_media, cmd);
1109                 break;
1110
1111         case SIOCSIFCAP:
1112                 VTNET_CORE_LOCK(sc);
1113                 mask = ifr->ifr_reqcap ^ ifp->if_capenable;
1114
1115                 if (mask & IFCAP_TXCSUM)
1116                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TXCSUM;
1117                 if (mask & IFCAP_TXCSUM_IPV6)
1118                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TXCSUM_IPV6;
1119                 if (mask & IFCAP_TSO4)
1120                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TSO4;
1121                 if (mask & IFCAP_TSO6)
1122                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_TSO6;
1123
1124                 if (mask & (IFCAP_RXCSUM | IFCAP_RXCSUM_IPV6 | IFCAP_LRO |
1125                     IFCAP_VLAN_HWFILTER)) {
1126                         /* These Rx features require us to renegotiate. */
1127                         reinit = 1;
1128
1129                         if (mask & IFCAP_RXCSUM)
1130                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_RXCSUM;
1131                         if (mask & IFCAP_RXCSUM_IPV6)
1132                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_RXCSUM_IPV6;
1133                         if (mask & IFCAP_LRO)
1134                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_LRO;
1135                         if (mask & IFCAP_VLAN_HWFILTER)
1136                                 ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWFILTER;
1137                 } else
1138                         reinit = 0;
1139
1140                 if (mask & IFCAP_VLAN_HWTSO)
1141                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWTSO;
1142                 if (mask & IFCAP_VLAN_HWTAGGING)
1143                         ifp->if_capenable ^= IFCAP_VLAN_HWTAGGING;
1144
1145                 if (reinit && (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)) {
1146                         ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
1147                         vtnet_init_locked(sc);
1148                 }
1149
1150                 VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
1151                 VLAN_CAPABILITIES(ifp);
1152
1153                 break;
1154
1155         default:
1156                 error = ether_ioctl(ifp, cmd, data);
1157                 break;
1158         }
1159
1160         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT_NOTOWNED(sc);
1161
1162         return (error);
1163 }
1164
1165 static int
1166 vtnet_rxq_populate(struct vtnet_rxq *rxq)
1167 {
1168         struct virtqueue *vq;
1169         int nbufs, error;
1170
1171         vq = rxq->vtnrx_vq;
1172         error = ENOSPC;
1173
1174         for (nbufs = 0; !virtqueue_full(vq); nbufs++) {
1175                 error = vtnet_rxq_new_buf(rxq);
1176                 if (error)
1177                         break;
1178         }
1179
1180         if (nbufs > 0) {
1181                 virtqueue_notify(vq);
1182                 /*
1183                  * EMSGSIZE signifies the virtqueue did not have enough
1184                  * entries available to hold the last mbuf. This is not
1185                  * an error.
1186                  */
1187                 if (error == EMSGSIZE)
1188                         error = 0;
1189         }
1190
1191         return (error);
1192 }
1193
1194 static void
1195 vtnet_rxq_free_mbufs(struct vtnet_rxq *rxq)
1196 {
1197         struct virtqueue *vq;
1198         struct mbuf *m;
1199         int last;
1200
1201         vq = rxq->vtnrx_vq;
1202         last = 0;
1203
1204         while ((m = virtqueue_drain(vq, &last)) != NULL)
1205                 m_freem(m);
1206
1207         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
1208             ("%s: mbufs remaining in rx queue %p", __func__, rxq));
1209 }
1210
1211 static struct mbuf *
1212 vtnet_rx_alloc_buf(struct vtnet_softc *sc, int nbufs, struct mbuf **m_tailp)
1213 {
1214         struct mbuf *m_head, *m_tail, *m;
1215         int i, clsize;
1216
1217         clsize = sc->vtnet_rx_clsize;
1218
1219         KASSERT(nbufs == 1 || sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG,
1220             ("%s: chained mbuf %d request without LRO_NOMRG", __func__, nbufs));
1221
1222         m_head = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR, clsize);
1223         if (m_head == NULL)
1224                 goto fail;
1225
1226         m_head->m_len = clsize;
1227         m_tail = m_head;
1228
1229         /* Allocate the rest of the chain. */
1230         for (i = 1; i < nbufs; i++) {
1231                 m = m_getjcl(M_NOWAIT, MT_DATA, 0, clsize);
1232                 if (m == NULL)
1233                         goto fail;
1234
1235                 m->m_len = clsize;
1236                 m_tail->m_next = m;
1237                 m_tail = m;
1238         }
1239
1240         if (m_tailp != NULL)
1241                 *m_tailp = m_tail;
1242
1243         return (m_head);
1244
1245 fail:
1246         sc->vtnet_stats.mbuf_alloc_failed++;
1247         m_freem(m_head);
1248
1249         return (NULL);
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Slow path for when LRO without mergeable buffers is negotiated.
1254  */
1255 static int
1256 vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m0,
1257     int len0)
1258 {
1259         struct vtnet_softc *sc;
1260         struct mbuf *m, *m_prev;
1261         struct mbuf *m_new, *m_tail;
1262         int len, clsize, nreplace, error;
1263
1264         sc = rxq->vtnrx_sc;
1265         clsize = sc->vtnet_rx_clsize;
1266
1267         m_prev = NULL;
1268         m_tail = NULL;
1269         nreplace = 0;
1270
1271         m = m0;
1272         len = len0;
1273
1274         /*
1275          * Since these mbuf chains are so large, we avoid allocating an
1276          * entire replacement chain if possible. When the received frame
1277          * did not consume the entire chain, the unused mbufs are moved
1278          * to the replacement chain.
1279          */
1280         while (len > 0) {
1281                 /*
1282                  * Something is seriously wrong if we received a frame
1283                  * larger than the chain. Drop it.
1284                  */
1285                 if (m == NULL) {
1286                         sc->vtnet_stats.rx_frame_too_large++;
1287                         return (EMSGSIZE);
1288                 }
1289
1290                 /* We always allocate the same cluster size. */
1291                 KASSERT(m->m_len == clsize,
1292                     ("%s: mbuf size %d is not the cluster size %d",
1293                     __func__, m->m_len, clsize));
1294
1295                 m->m_len = MIN(m->m_len, len);
1296                 len -= m->m_len;
1297
1298                 m_prev = m;
1299                 m = m->m_next;
1300                 nreplace++;
1301         }
1302
1303         KASSERT(nreplace <= sc->vtnet_rx_nmbufs,
1304             ("%s: too many replacement mbufs %d max %d", __func__, nreplace,
1305             sc->vtnet_rx_nmbufs));
1306
1307         m_new = vtnet_rx_alloc_buf(sc, nreplace, &m_tail);
1308         if (m_new == NULL) {
1309                 m_prev->m_len = clsize;
1310                 return (ENOBUFS);
1311         }
1312
1313         /*
1314          * Move any unused mbufs from the received chain onto the end
1315          * of the new chain.
1316          */
1317         if (m_prev->m_next != NULL) {
1318                 m_tail->m_next = m_prev->m_next;
1319                 m_prev->m_next = NULL;
1320         }
1321
1322         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m_new);
1323         if (error) {
1324                 /*
1325                  * BAD! We could not enqueue the replacement mbuf chain. We
1326                  * must restore the m0 chain to the original state if it was
1327                  * modified so we can subsequently discard it.
1328                  *
1329                  * NOTE: The replacement is suppose to be an identical copy
1330                  * to the one just dequeued so this is an unexpected error.
1331                  */
1332                 sc->vtnet_stats.rx_enq_replacement_failed++;
1333
1334                 if (m_tail->m_next != NULL) {
1335                         m_prev->m_next = m_tail->m_next;
1336                         m_tail->m_next = NULL;
1337                 }
1338
1339                 m_prev->m_len = clsize;
1340                 m_freem(m_new);
1341         }
1342
1343         return (error);
1344 }
1345
1346 static int
1347 vtnet_rxq_replace_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m, int len)
1348 {
1349         struct vtnet_softc *sc;
1350         struct mbuf *m_new;
1351         int error;
1352
1353         sc = rxq->vtnrx_sc;
1354
1355         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG || m->m_next == NULL,
1356             ("%s: chained mbuf without LRO_NOMRG", __func__));
1357
1358         if (m->m_next == NULL) {
1359                 /* Fast-path for the common case of just one mbuf. */
1360                 if (m->m_len < len)
1361                         return (EINVAL);
1362
1363                 m_new = vtnet_rx_alloc_buf(sc, 1, NULL);
1364                 if (m_new == NULL)
1365                         return (ENOBUFS);
1366
1367                 error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m_new);
1368                 if (error) {
1369                         /*
1370                          * The new mbuf is suppose to be an identical
1371                          * copy of the one just dequeued so this is an
1372                          * unexpected error.
1373                          */
1374                         m_freem(m_new);
1375                         sc->vtnet_stats.rx_enq_replacement_failed++;
1376                 } else
1377                         m->m_len = len;
1378         } else
1379                 error = vtnet_rxq_replace_lro_nomgr_buf(rxq, m, len);
1380
1381         return (error);
1382 }
1383
1384 static int
1385 vtnet_rxq_enqueue_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m)
1386 {
1387         struct vtnet_softc *sc;
1388         struct sglist *sg;
1389         struct vtnet_rx_header *rxhdr;
1390         uint8_t *mdata;
1391         int offset, error;
1392
1393         sc = rxq->vtnrx_sc;
1394         sg = rxq->vtnrx_sg;
1395         mdata = mtod(m, uint8_t *);
1396
1397         VTNET_RXQ_LOCK_ASSERT(rxq);
1398         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_LRO_NOMRG || m->m_next == NULL,
1399             ("%s: chained mbuf without LRO_NOMRG", __func__));
1400         KASSERT(m->m_len == sc->vtnet_rx_clsize,
1401             ("%s: unexpected cluster size %d/%d", __func__, m->m_len,
1402              sc->vtnet_rx_clsize));
1403
1404         sglist_reset(sg);
1405         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1406                 MPASS(sc->vtnet_hdr_size == sizeof(struct virtio_net_hdr));
1407                 rxhdr = (struct vtnet_rx_header *) mdata;
1408                 sglist_append(sg, &rxhdr->vrh_hdr, sc->vtnet_hdr_size);
1409                 offset = sizeof(struct vtnet_rx_header);
1410         } else
1411                 offset = 0;
1412
1413         sglist_append(sg, mdata + offset, m->m_len - offset);
1414         if (m->m_next != NULL) {
1415                 error = sglist_append_mbuf(sg, m->m_next);
1416                 MPASS(error == 0);
1417         }
1418
1419         error = virtqueue_enqueue(rxq->vtnrx_vq, m, sg, 0, sg->sg_nseg);
1420
1421         return (error);
1422 }
1423
1424 static int
1425 vtnet_rxq_new_buf(struct vtnet_rxq *rxq)
1426 {
1427         struct vtnet_softc *sc;
1428         struct mbuf *m;
1429         int error;
1430
1431         sc = rxq->vtnrx_sc;
1432
1433         m = vtnet_rx_alloc_buf(sc, sc->vtnet_rx_nmbufs, NULL);
1434         if (m == NULL)
1435                 return (ENOBUFS);
1436
1437         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m);
1438         if (error)
1439                 m_freem(m);
1440
1441         return (error);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Use the checksum offset in the VirtIO header to set the
1446  * correct CSUM_* flags.
1447  */
1448 static int
1449 vtnet_rxq_csum_by_offset(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1450     uint16_t eth_type, int ip_start, struct virtio_net_hdr *hdr)
1451 {
1452         struct vtnet_softc *sc;
1453 #if defined(INET) || defined(INET6)
1454         int offset = hdr->csum_start + hdr->csum_offset;
1455 #endif
1456
1457         sc = rxq->vtnrx_sc;
1458
1459         /* Only do a basic sanity check on the offset. */
1460         switch (eth_type) {
1461 #if defined(INET)
1462         case ETHERTYPE_IP:
1463                 if (__predict_false(offset < ip_start + sizeof(struct ip)))
1464                         return (1);
1465                 break;
1466 #endif
1467 #if defined(INET6)
1468         case ETHERTYPE_IPV6:
1469                 if (__predict_false(offset < ip_start + sizeof(struct ip6_hdr)))
1470                         return (1);
1471                 break;
1472 #endif
1473         default:
1474                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_ethtype++;
1475                 return (1);
1476         }
1477
1478         /*
1479          * Use the offset to determine the appropriate CSUM_* flags. This is
1480          * a bit dirty, but we can get by with it since the checksum offsets
1481          * happen to be different. We assume the host host does not do IPv4
1482          * header checksum offloading.
1483          */
1484         switch (hdr->csum_offset) {
1485         case offsetof(struct udphdr, uh_sum):
1486         case offsetof(struct tcphdr, th_sum):
1487                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1488                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1489                 break;
1490         case offsetof(struct sctphdr, checksum):
1491                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_SCTP_VALID;
1492                 break;
1493         default:
1494                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_offset++;
1495                 return (1);
1496         }
1497
1498         return (0);
1499 }
1500
1501 static int
1502 vtnet_rxq_csum_by_parse(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1503     uint16_t eth_type, int ip_start, struct virtio_net_hdr *hdr)
1504 {
1505         struct vtnet_softc *sc;
1506         int offset, proto;
1507
1508         sc = rxq->vtnrx_sc;
1509
1510         switch (eth_type) {
1511 #if defined(INET)
1512         case ETHERTYPE_IP: {
1513                 struct ip *ip;
1514                 if (__predict_false(m->m_len < ip_start + sizeof(struct ip)))
1515                         return (1);
1516                 ip = (struct ip *)(m->m_data + ip_start);
1517                 proto = ip->ip_p;
1518                 offset = ip_start + (ip->ip_hl << 2);
1519                 break;
1520         }
1521 #endif
1522 #if defined(INET6)
1523         case ETHERTYPE_IPV6:
1524                 if (__predict_false(m->m_len < ip_start +
1525                     sizeof(struct ip6_hdr)))
1526                         return (1);
1527                 offset = ip6_lasthdr(m, ip_start, IPPROTO_IPV6, &proto);
1528                 if (__predict_false(offset < 0))
1529                         return (1);
1530                 break;
1531 #endif
1532         default:
1533                 sc->vtnet_stats.rx_csum_bad_ethtype++;
1534                 return (1);
1535         }
1536
1537         switch (proto) {
1538         case IPPROTO_TCP:
1539                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct tcphdr)))
1540                         return (1);
1541                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1542                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1543                 break;
1544         case IPPROTO_UDP:
1545                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct udphdr)))
1546                         return (1);
1547                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_DATA_VALID | CSUM_PSEUDO_HDR;
1548                 m->m_pkthdr.csum_data = 0xFFFF;
1549                 break;
1550         case IPPROTO_SCTP:
1551                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct sctphdr)))
1552                         return (1);
1553                 m->m_pkthdr.csum_flags |= CSUM_SCTP_VALID;
1554                 break;
1555         default:
1556                 /*
1557                  * For the remaining protocols, FreeBSD does not support
1558                  * checksum offloading, so the checksum will be recomputed.
1559                  */
1560 #if 0
1561                 if_printf(sc->vtnet_ifp, "cksum offload of unsupported "
1562                     "protocol eth_type=%#x proto=%d csum_start=%d "
1563                     "csum_offset=%d\n", __func__, eth_type, proto,
1564                     hdr->csum_start, hdr->csum_offset);
1565 #endif
1566                 break;
1567         }
1568
1569         return (0);
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Set the appropriate CSUM_* flags. Unfortunately, the information
1574  * provided is not directly useful to us. The VirtIO header gives the
1575  * offset of the checksum, which is all Linux needs, but this is not
1576  * how FreeBSD does things. We are forced to peek inside the packet
1577  * a bit.
1578  *
1579  * It would be nice if VirtIO gave us the L4 protocol or if FreeBSD
1580  * could accept the offsets and let the stack figure it out.
1581  */
1582 static int
1583 vtnet_rxq_csum(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1584     struct virtio_net_hdr *hdr)
1585 {
1586         struct ether_header *eh;
1587         struct ether_vlan_header *evh;
1588         uint16_t eth_type;
1589         int offset, error;
1590
1591         eh = mtod(m, struct ether_header *);
1592         eth_type = ntohs(eh->ether_type);
1593         if (eth_type == ETHERTYPE_VLAN) {
1594                 /* BMV: We should handle nested VLAN tags too. */
1595                 evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
1596                 eth_type = ntohs(evh->evl_proto);
1597                 offset = sizeof(struct ether_vlan_header);
1598         } else
1599                 offset = sizeof(struct ether_header);
1600
1601         if (hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM)
1602                 error = vtnet_rxq_csum_by_offset(rxq, m, eth_type, offset, hdr);
1603         else
1604                 error = vtnet_rxq_csum_by_parse(rxq, m, eth_type, offset, hdr);
1605
1606         return (error);
1607 }
1608
1609 static void
1610 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(struct vtnet_rxq *rxq, int nbufs)
1611 {
1612         struct mbuf *m;
1613
1614         while (--nbufs > 0) {
1615                 m = virtqueue_dequeue(rxq->vtnrx_vq, NULL);
1616                 if (m == NULL)
1617                         break;
1618                 vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1619         }
1620 }
1621
1622 static void
1623 vtnet_rxq_discard_buf(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m)
1624 {
1625         int error;
1626
1627         /*
1628          * Requeue the discarded mbuf. This should always be successful
1629          * since it was just dequeued.
1630          */
1631         error = vtnet_rxq_enqueue_buf(rxq, m);
1632         KASSERT(error == 0,
1633             ("%s: cannot requeue discarded mbuf %d", __func__, error));
1634 }
1635
1636 static int
1637 vtnet_rxq_merged_eof(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m_head, int nbufs)
1638 {
1639         struct vtnet_softc *sc;
1640         struct ifnet *ifp;
1641         struct virtqueue *vq;
1642         struct mbuf *m, *m_tail;
1643         int len;
1644
1645         sc = rxq->vtnrx_sc;
1646         vq = rxq->vtnrx_vq;
1647         ifp = sc->vtnet_ifp;
1648         m_tail = m_head;
1649
1650         while (--nbufs > 0) {
1651                 m = virtqueue_dequeue(vq, &len);
1652                 if (m == NULL) {
1653                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ierrors++;
1654                         goto fail;
1655                 }
1656
1657                 if (vtnet_rxq_new_buf(rxq) != 0) {
1658                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_iqdrops++;
1659                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1660                         if (nbufs > 1)
1661                                 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(rxq, nbufs);
1662                         goto fail;
1663                 }
1664
1665                 if (m->m_len < len)
1666                         len = m->m_len;
1667
1668                 m->m_len = len;
1669                 m->m_flags &= ~M_PKTHDR;
1670
1671                 m_head->m_pkthdr.len += len;
1672                 m_tail->m_next = m;
1673                 m_tail = m;
1674         }
1675
1676         return (0);
1677
1678 fail:
1679         sc->vtnet_stats.rx_mergeable_failed++;
1680         m_freem(m_head);
1681
1682         return (1);
1683 }
1684
1685 static void
1686 vtnet_rxq_input(struct vtnet_rxq *rxq, struct mbuf *m,
1687     struct virtio_net_hdr *hdr)
1688 {
1689         struct vtnet_softc *sc;
1690         struct ifnet *ifp;
1691         struct ether_header *eh;
1692
1693         sc = rxq->vtnrx_sc;
1694         ifp = sc->vtnet_ifp;
1695
1696         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWTAGGING) {
1697                 eh = mtod(m, struct ether_header *);
1698                 if (eh->ether_type == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
1699                         vtnet_vlan_tag_remove(m);
1700                         /*
1701                          * With the 802.1Q header removed, update the
1702                          * checksum starting location accordingly.
1703                          */
1704                         if (hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM)
1705                                 hdr->csum_start -= ETHER_VLAN_ENCAP_LEN;
1706                 }
1707         }
1708
1709         m->m_pkthdr.flowid = rxq->vtnrx_id;
1710         M_HASHTYPE_SET(m, M_HASHTYPE_OPAQUE);
1711
1712         /*
1713          * BMV: FreeBSD does not have the UNNECESSARY and PARTIAL checksum
1714          * distinction that Linux does. Need to reevaluate if performing
1715          * offloading for the NEEDS_CSUM case is really appropriate.
1716          */
1717         if (hdr->flags & (VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM |
1718             VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID)) {
1719                 if (vtnet_rxq_csum(rxq, m, hdr) == 0)
1720                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_csum++;
1721                 else
1722                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_csum_failed++;
1723         }
1724
1725         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ipackets++;
1726         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ibytes += m->m_pkthdr.len;
1727
1728         VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1729         (*ifp->if_input)(ifp, m);
1730         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1731 }
1732
1733 static int
1734 vtnet_rxq_eof(struct vtnet_rxq *rxq)
1735 {
1736         struct virtio_net_hdr lhdr, *hdr;
1737         struct vtnet_softc *sc;
1738         struct ifnet *ifp;
1739         struct virtqueue *vq;
1740         struct mbuf *m;
1741         struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf *mhdr;
1742         int len, deq, nbufs, adjsz, count;
1743
1744         sc = rxq->vtnrx_sc;
1745         vq = rxq->vtnrx_vq;
1746         ifp = sc->vtnet_ifp;
1747         hdr = &lhdr;
1748         deq = 0;
1749         count = sc->vtnet_rx_process_limit;
1750
1751         VTNET_RXQ_LOCK_ASSERT(rxq);
1752
1753 #ifdef DEV_NETMAP
1754         if (netmap_rx_irq(ifp, 0, &deq)) {
1755                 return (FALSE);
1756         }
1757 #endif /* DEV_NETMAP */
1758
1759         while (count-- > 0) {
1760                 m = virtqueue_dequeue(vq, &len);
1761                 if (m == NULL)
1762                         break;
1763                 deq++;
1764
1765                 if (len < sc->vtnet_hdr_size + ETHER_HDR_LEN) {
1766                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_ierrors++;
1767                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1768                         continue;
1769                 }
1770
1771                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS) == 0) {
1772                         nbufs = 1;
1773                         adjsz = sizeof(struct vtnet_rx_header);
1774                         /*
1775                          * Account for our pad inserted between the header
1776                          * and the actual start of the frame.
1777                          */
1778                         len += VTNET_RX_HEADER_PAD;
1779                 } else {
1780                         mhdr = mtod(m, struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf *);
1781                         nbufs = mhdr->num_buffers;
1782                         adjsz = sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf);
1783                 }
1784
1785                 if (vtnet_rxq_replace_buf(rxq, m, len) != 0) {
1786                         rxq->vtnrx_stats.vrxs_iqdrops++;
1787                         vtnet_rxq_discard_buf(rxq, m);
1788                         if (nbufs > 1)
1789                                 vtnet_rxq_discard_merged_bufs(rxq, nbufs);
1790                         continue;
1791                 }
1792
1793                 m->m_pkthdr.len = len;
1794                 m->m_pkthdr.rcvif = ifp;
1795                 m->m_pkthdr.csum_flags = 0;
1796
1797                 if (nbufs > 1) {
1798                         /* Dequeue the rest of chain. */
1799                         if (vtnet_rxq_merged_eof(rxq, m, nbufs) != 0)
1800                                 continue;
1801                 }
1802
1803                 /*
1804                  * Save copy of header before we strip it. For both mergeable
1805                  * and non-mergeable, the header is at the beginning of the
1806                  * mbuf data. We no longer need num_buffers, so always use a
1807                  * regular header.
1808                  *
1809                  * BMV: Is this memcpy() expensive? We know the mbuf data is
1810                  * still valid even after the m_adj().
1811                  */
1812                 memcpy(hdr, mtod(m, void *), sizeof(struct virtio_net_hdr));
1813                 m_adj(m, adjsz);
1814
1815                 vtnet_rxq_input(rxq, m, hdr);
1816
1817                 /* Must recheck after dropping the Rx lock. */
1818                 if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
1819                         break;
1820         }
1821
1822         if (deq > 0)
1823                 virtqueue_notify(vq);
1824
1825         return (count > 0 ? 0 : EAGAIN);
1826 }
1827
1828 static void
1829 vtnet_rx_vq_intr(void *xrxq)
1830 {
1831         struct vtnet_softc *sc;
1832         struct vtnet_rxq *rxq;
1833         struct ifnet *ifp;
1834         int tries, more;
1835
1836         rxq = xrxq;
1837         sc = rxq->vtnrx_sc;
1838         ifp = sc->vtnet_ifp;
1839         tries = 0;
1840
1841         if (__predict_false(rxq->vtnrx_id >= sc->vtnet_act_vq_pairs)) {
1842                 /*
1843                  * Ignore this interrupt. Either this is a spurious interrupt
1844                  * or multiqueue without per-VQ MSIX so every queue needs to
1845                  * be polled (a brain dead configuration we could try harder
1846                  * to avoid).
1847                  */
1848                 vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1849                 return;
1850         }
1851
1852         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1853
1854 again:
1855         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
1856                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1857                 return;
1858         }
1859
1860         more = vtnet_rxq_eof(rxq);
1861         if (more || vtnet_rxq_enable_intr(rxq) != 0) {
1862                 if (!more)
1863                         vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1864                 /*
1865                  * This is an occasional condition or race (when !more),
1866                  * so retry a few times before scheduling the taskqueue.
1867                  */
1868                 if (tries++ < VTNET_INTR_DISABLE_RETRIES)
1869                         goto again;
1870
1871                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1872                 rxq->vtnrx_stats.vrxs_rescheduled++;
1873                 taskqueue_enqueue(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
1874         } else
1875                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1876 }
1877
1878 static void
1879 vtnet_rxq_tq_intr(void *xrxq, int pending)
1880 {
1881         struct vtnet_softc *sc;
1882         struct vtnet_rxq *rxq;
1883         struct ifnet *ifp;
1884         int more;
1885
1886         rxq = xrxq;
1887         sc = rxq->vtnrx_sc;
1888         ifp = sc->vtnet_ifp;
1889
1890         VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
1891
1892         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
1893                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1894                 return;
1895         }
1896
1897         more = vtnet_rxq_eof(rxq);
1898         if (more || vtnet_rxq_enable_intr(rxq) != 0) {
1899                 if (!more)
1900                         vtnet_rxq_disable_intr(rxq);
1901                 rxq->vtnrx_stats.vrxs_rescheduled++;
1902                 taskqueue_enqueue(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
1903         }
1904
1905         VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
1906 }
1907
1908 static int
1909 vtnet_txq_below_threshold(struct vtnet_txq *txq)
1910 {
1911         struct vtnet_softc *sc;
1912         struct virtqueue *vq;
1913
1914         sc = txq->vtntx_sc;
1915         vq = txq->vtntx_vq;
1916
1917         return (virtqueue_nfree(vq) <= sc->vtnet_tx_intr_thresh);
1918 }
1919
1920 static int
1921 vtnet_txq_notify(struct vtnet_txq *txq)
1922 {
1923         struct virtqueue *vq;
1924
1925         vq = txq->vtntx_vq;
1926
1927         txq->vtntx_watchdog = VTNET_TX_TIMEOUT;
1928         virtqueue_notify(vq);
1929
1930         if (vtnet_txq_enable_intr(txq) == 0)
1931                 return (0);
1932
1933         /*
1934          * Drain frames that were completed since last checked. If this
1935          * causes the queue to go above the threshold, the caller should
1936          * continue transmitting.
1937          */
1938         if (vtnet_txq_eof(txq) != 0 && vtnet_txq_below_threshold(txq) == 0) {
1939                 virtqueue_disable_intr(vq);
1940                 return (1);
1941         }
1942
1943         return (0);
1944 }
1945
1946 static void
1947 vtnet_txq_free_mbufs(struct vtnet_txq *txq)
1948 {
1949         struct virtqueue *vq;
1950         struct vtnet_tx_header *txhdr;
1951         int last;
1952
1953         vq = txq->vtntx_vq;
1954         last = 0;
1955
1956         while ((txhdr = virtqueue_drain(vq, &last)) != NULL) {
1957                 m_freem(txhdr->vth_mbuf);
1958                 uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
1959         }
1960
1961         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
1962             ("%s: mbufs remaining in tx queue %p", __func__, txq));
1963 }
1964
1965 /*
1966  * BMV: Much of this can go away once we finally have offsets in
1967  * the mbuf packet header. Bug andre@.
1968  */
1969 static int
1970 vtnet_txq_offload_ctx(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m,
1971     int *etype, int *proto, int *start)
1972 {
1973         struct vtnet_softc *sc;
1974         struct ether_vlan_header *evh;
1975         int offset;
1976
1977         sc = txq->vtntx_sc;
1978
1979         evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
1980         if (evh->evl_encap_proto == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
1981                 /* BMV: We should handle nested VLAN tags too. */
1982                 *etype = ntohs(evh->evl_proto);
1983                 offset = sizeof(struct ether_vlan_header);
1984         } else {
1985                 *etype = ntohs(evh->evl_encap_proto);
1986                 offset = sizeof(struct ether_header);
1987         }
1988
1989         switch (*etype) {
1990 #if defined(INET)
1991         case ETHERTYPE_IP: {
1992                 struct ip *ip, iphdr;
1993                 if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct ip))) {
1994                         m_copydata(m, offset, sizeof(struct ip),
1995                             (caddr_t) &iphdr);
1996                         ip = &iphdr;
1997                 } else
1998                         ip = (struct ip *)(m->m_data + offset);
1999                 *proto = ip->ip_p;
2000                 *start = offset + (ip->ip_hl << 2);
2001                 break;
2002         }
2003 #endif
2004 #if defined(INET6)
2005         case ETHERTYPE_IPV6:
2006                 *proto = -1;
2007                 *start = ip6_lasthdr(m, offset, IPPROTO_IPV6, proto);
2008                 /* Assert the network stack sent us a valid packet. */
2009                 KASSERT(*start > offset,
2010                     ("%s: mbuf %p start %d offset %d proto %d", __func__, m,
2011                     *start, offset, *proto));
2012                 break;
2013 #endif
2014         default:
2015                 sc->vtnet_stats.tx_csum_bad_ethtype++;
2016                 return (EINVAL);
2017         }
2018
2019         return (0);
2020 }
2021
2022 static int
2023 vtnet_txq_offload_tso(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m, int eth_type,
2024     int offset, struct virtio_net_hdr *hdr)
2025 {
2026         static struct timeval lastecn;
2027         static int curecn;
2028         struct vtnet_softc *sc;
2029         struct tcphdr *tcp, tcphdr;
2030
2031         sc = txq->vtntx_sc;
2032
2033         if (__predict_false(m->m_len < offset + sizeof(struct tcphdr))) {
2034                 m_copydata(m, offset, sizeof(struct tcphdr), (caddr_t) &tcphdr);
2035                 tcp = &tcphdr;
2036         } else
2037                 tcp = (struct tcphdr *)(m->m_data + offset);
2038
2039         hdr->hdr_len = offset + (tcp->th_off << 2);
2040         hdr->gso_size = m->m_pkthdr.tso_segsz;
2041         hdr->gso_type = eth_type == ETHERTYPE_IP ? VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4 :
2042             VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
2043
2044         if (tcp->th_flags & TH_CWR) {
2045                 /*
2046                  * Drop if VIRTIO_NET_F_HOST_ECN was not negotiated. In FreeBSD,
2047                  * ECN support is not on a per-interface basis, but globally via
2048                  * the net.inet.tcp.ecn.enable sysctl knob. The default is off.
2049                  */
2050                 if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_TSO_ECN) == 0) {
2051                         if (ppsratecheck(&lastecn, &curecn, 1))
2052                                 if_printf(sc->vtnet_ifp,
2053                                     "TSO with ECN not negotiated with host\n");
2054                         return (ENOTSUP);
2055                 }
2056                 hdr->gso_type |= VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
2057         }
2058
2059         txq->vtntx_stats.vtxs_tso++;
2060
2061         return (0);
2062 }
2063
2064 static struct mbuf *
2065 vtnet_txq_offload(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m,
2066     struct virtio_net_hdr *hdr)
2067 {
2068         struct vtnet_softc *sc;
2069         int flags, etype, csum_start, proto, error;
2070
2071         sc = txq->vtntx_sc;
2072         flags = m->m_pkthdr.csum_flags;
2073
2074         error = vtnet_txq_offload_ctx(txq, m, &etype, &proto, &csum_start);
2075         if (error)
2076                 goto drop;
2077
2078         if ((etype == ETHERTYPE_IP && flags & VTNET_CSUM_OFFLOAD) ||
2079             (etype == ETHERTYPE_IPV6 && flags & VTNET_CSUM_OFFLOAD_IPV6)) {
2080                 /*
2081                  * We could compare the IP protocol vs the CSUM_ flag too,
2082                  * but that really should not be necessary.
2083                  */
2084                 hdr->flags |= VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
2085                 hdr->csum_start = csum_start;
2086                 hdr->csum_offset = m->m_pkthdr.csum_data;
2087                 txq->vtntx_stats.vtxs_csum++;
2088         }
2089
2090         if (flags & CSUM_TSO) {
2091                 if (__predict_false(proto != IPPROTO_TCP)) {
2092                         /* Likely failed to correctly parse the mbuf. */
2093                         sc->vtnet_stats.tx_tso_not_tcp++;
2094                         goto drop;
2095                 }
2096
2097                 KASSERT(hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM,
2098                     ("%s: mbuf %p TSO without checksum offload %#x",
2099                     __func__, m, flags));
2100
2101                 error = vtnet_txq_offload_tso(txq, m, etype, csum_start, hdr);
2102                 if (error)
2103                         goto drop;
2104         }
2105
2106         return (m);
2107
2108 drop:
2109         m_freem(m);
2110         return (NULL);
2111 }
2112
2113 static int
2114 vtnet_txq_enqueue_buf(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf **m_head,
2115     struct vtnet_tx_header *txhdr)
2116 {
2117         struct vtnet_softc *sc;
2118         struct virtqueue *vq;
2119         struct sglist *sg;
2120         struct mbuf *m;
2121         int error;
2122
2123         sc = txq->vtntx_sc;
2124         vq = txq->vtntx_vq;
2125         sg = txq->vtntx_sg;
2126         m = *m_head;
2127
2128         sglist_reset(sg);
2129         error = sglist_append(sg, &txhdr->vth_uhdr, sc->vtnet_hdr_size);
2130         KASSERT(error == 0 && sg->sg_nseg == 1,
2131             ("%s: error %d adding header to sglist", __func__, error));
2132
2133         error = sglist_append_mbuf(sg, m);
2134         if (error) {
2135                 m = m_defrag(m, M_NOWAIT);
2136                 if (m == NULL)
2137                         goto fail;
2138
2139                 *m_head = m;
2140                 sc->vtnet_stats.tx_defragged++;
2141
2142                 error = sglist_append_mbuf(sg, m);
2143                 if (error)
2144                         goto fail;
2145         }
2146
2147         txhdr->vth_mbuf = m;
2148         error = virtqueue_enqueue(vq, txhdr, sg, sg->sg_nseg, 0);
2149
2150         return (error);
2151
2152 fail:
2153         sc->vtnet_stats.tx_defrag_failed++;
2154         m_freem(*m_head);
2155         *m_head = NULL;
2156
2157         return (ENOBUFS);
2158 }
2159
2160 static int
2161 vtnet_txq_encap(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf **m_head)
2162 {
2163         struct vtnet_tx_header *txhdr;
2164         struct virtio_net_hdr *hdr;
2165         struct mbuf *m;
2166         int error;
2167
2168         m = *m_head;
2169         M_ASSERTPKTHDR(m);
2170
2171         txhdr = uma_zalloc(vtnet_tx_header_zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
2172         if (txhdr == NULL) {
2173                 m_freem(m);
2174                 *m_head = NULL;
2175                 return (ENOMEM);
2176         }
2177
2178         /*
2179          * Always use the non-mergeable header, regardless if the feature
2180          * was negotiated. For transmit, num_buffers is always zero. The
2181          * vtnet_hdr_size is used to enqueue the correct header size.
2182          */
2183         hdr = &txhdr->vth_uhdr.hdr;
2184
2185         if (m->m_flags & M_VLANTAG) {
2186                 m = ether_vlanencap(m, m->m_pkthdr.ether_vtag);
2187                 if ((*m_head = m) == NULL) {
2188                         error = ENOBUFS;
2189                         goto fail;
2190                 }
2191                 m->m_flags &= ~M_VLANTAG;
2192         }
2193
2194         if (m->m_pkthdr.csum_flags & VTNET_CSUM_ALL_OFFLOAD) {
2195                 m = vtnet_txq_offload(txq, m, hdr);
2196                 if ((*m_head = m) == NULL) {
2197                         error = ENOBUFS;
2198                         goto fail;
2199                 }
2200         }
2201
2202         error = vtnet_txq_enqueue_buf(txq, m_head, txhdr);
2203         if (error == 0)
2204                 return (0);
2205
2206 fail:
2207         uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
2208
2209         return (error);
2210 }
2211
2212 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
2213
2214 static void
2215 vtnet_start_locked(struct vtnet_txq *txq, struct ifnet *ifp)
2216 {
2217         struct vtnet_softc *sc;
2218         struct virtqueue *vq;
2219         struct mbuf *m0;
2220         int tries, enq;
2221
2222         sc = txq->vtntx_sc;
2223         vq = txq->vtntx_vq;
2224         tries = 0;
2225
2226         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2227
2228         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0 ||
2229             sc->vtnet_link_active == 0)
2230                 return;
2231
2232         vtnet_txq_eof(txq);
2233
2234 again:
2235         enq = 0;
2236
2237         while (!IFQ_DRV_IS_EMPTY(&ifp->if_snd)) {
2238                 if (virtqueue_full(vq))
2239                         break;
2240
2241                 IFQ_DRV_DEQUEUE(&ifp->if_snd, m0);
2242                 if (m0 == NULL)
2243                         break;
2244
2245                 if (vtnet_txq_encap(txq, &m0) != 0) {
2246                         if (m0 != NULL)
2247                                 IFQ_DRV_PREPEND(&ifp->if_snd, m0);
2248                         break;
2249                 }
2250
2251                 enq++;
2252                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, m0);
2253         }
2254
2255         if (enq > 0 && vtnet_txq_notify(txq) != 0) {
2256                 if (tries++ < VTNET_NOTIFY_RETRIES)
2257                         goto again;
2258
2259                 txq->vtntx_stats.vtxs_rescheduled++;
2260                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2261         }
2262 }
2263
2264 static void
2265 vtnet_start(struct ifnet *ifp)
2266 {
2267         struct vtnet_softc *sc;
2268         struct vtnet_txq *txq;
2269
2270         sc = ifp->if_softc;
2271         txq = &sc->vtnet_txqs[0];
2272
2273         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2274         vtnet_start_locked(txq, ifp);
2275         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2276 }
2277
2278 #else /* !VTNET_LEGACY_TX */
2279
2280 static int
2281 vtnet_txq_mq_start_locked(struct vtnet_txq *txq, struct mbuf *m)
2282 {
2283         struct vtnet_softc *sc;
2284         struct virtqueue *vq;
2285         struct buf_ring *br;
2286         struct ifnet *ifp;
2287         int enq, tries, error;
2288
2289         sc = txq->vtntx_sc;
2290         vq = txq->vtntx_vq;
2291         br = txq->vtntx_br;
2292         ifp = sc->vtnet_ifp;
2293         tries = 0;
2294         error = 0;
2295
2296         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2297
2298         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0 ||
2299             sc->vtnet_link_active == 0) {
2300                 if (m != NULL)
2301                         error = drbr_enqueue(ifp, br, m);
2302                 return (error);
2303         }
2304
2305         if (m != NULL) {
2306                 error = drbr_enqueue(ifp, br, m);
2307                 if (error)
2308                         return (error);
2309         }
2310
2311         vtnet_txq_eof(txq);
2312
2313 again:
2314         enq = 0;
2315
2316         while ((m = drbr_peek(ifp, br)) != NULL) {
2317                 if (virtqueue_full(vq)) {
2318                         drbr_putback(ifp, br, m);
2319                         break;
2320                 }
2321
2322                 if (vtnet_txq_encap(txq, &m) != 0) {
2323                         if (m != NULL)
2324                                 drbr_putback(ifp, br, m);
2325                         else
2326                                 drbr_advance(ifp, br);
2327                         break;
2328                 }
2329                 drbr_advance(ifp, br);
2330
2331                 enq++;
2332                 ETHER_BPF_MTAP(ifp, m);
2333         }
2334
2335         if (enq > 0 && vtnet_txq_notify(txq) != 0) {
2336                 if (tries++ < VTNET_NOTIFY_RETRIES)
2337                         goto again;
2338
2339                 txq->vtntx_stats.vtxs_rescheduled++;
2340                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2341         }
2342
2343         return (0);
2344 }
2345
2346 static int
2347 vtnet_txq_mq_start(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m)
2348 {
2349         struct vtnet_softc *sc;
2350         struct vtnet_txq *txq;
2351         int i, npairs, error;
2352
2353         sc = ifp->if_softc;
2354         npairs = sc->vtnet_act_vq_pairs;
2355
2356         /* check if flowid is set */
2357         if (M_HASHTYPE_GET(m) != M_HASHTYPE_NONE)
2358                 i = m->m_pkthdr.flowid % npairs;
2359         else
2360                 i = curcpu % npairs;
2361
2362         txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2363
2364         if (VTNET_TXQ_TRYLOCK(txq) != 0) {
2365                 error = vtnet_txq_mq_start_locked(txq, m);
2366                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2367         } else {
2368                 error = drbr_enqueue(ifp, txq->vtntx_br, m);
2369                 taskqueue_enqueue(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_defrtask);
2370         }
2371
2372         return (error);
2373 }
2374
2375 static void
2376 vtnet_txq_tq_deferred(void *xtxq, int pending)
2377 {
2378         struct vtnet_softc *sc;
2379         struct vtnet_txq *txq;
2380
2381         txq = xtxq;
2382         sc = txq->vtntx_sc;
2383
2384         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2385         if (!drbr_empty(sc->vtnet_ifp, txq->vtntx_br))
2386                 vtnet_txq_mq_start_locked(txq, NULL);
2387         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2388 }
2389
2390 #endif /* VTNET_LEGACY_TX */
2391
2392 static void
2393 vtnet_txq_start(struct vtnet_txq *txq)
2394 {
2395         struct vtnet_softc *sc;
2396         struct ifnet *ifp;
2397
2398         sc = txq->vtntx_sc;
2399         ifp = sc->vtnet_ifp;
2400
2401 #ifdef VTNET_LEGACY_TX
2402         if (!IFQ_DRV_IS_EMPTY(&ifp->if_snd))
2403                 vtnet_start_locked(txq, ifp);
2404 #else
2405         if (!drbr_empty(ifp, txq->vtntx_br))
2406                 vtnet_txq_mq_start_locked(txq, NULL);
2407 #endif
2408 }
2409
2410 static void
2411 vtnet_txq_tq_intr(void *xtxq, int pending)
2412 {
2413         struct vtnet_softc *sc;
2414         struct vtnet_txq *txq;
2415         struct ifnet *ifp;
2416
2417         txq = xtxq;
2418         sc = txq->vtntx_sc;
2419         ifp = sc->vtnet_ifp;
2420
2421         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2422
2423         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
2424                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2425                 return;
2426         }
2427
2428         vtnet_txq_eof(txq);
2429         vtnet_txq_start(txq);
2430
2431         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2432 }
2433
2434 static int
2435 vtnet_txq_eof(struct vtnet_txq *txq)
2436 {
2437         struct virtqueue *vq;
2438         struct vtnet_tx_header *txhdr;
2439         struct mbuf *m;
2440         int deq;
2441
2442         vq = txq->vtntx_vq;
2443         deq = 0;
2444         VTNET_TXQ_LOCK_ASSERT(txq);
2445
2446 #ifdef DEV_NETMAP
2447         if (netmap_tx_irq(txq->vtntx_sc->vtnet_ifp, txq->vtntx_id)) {
2448                 virtqueue_disable_intr(vq); // XXX luigi
2449                 return 0; // XXX or 1 ?
2450         }
2451 #endif /* DEV_NETMAP */
2452
2453         while ((txhdr = virtqueue_dequeue(vq, NULL)) != NULL) {
2454                 m = txhdr->vth_mbuf;
2455                 deq++;
2456
2457                 txq->vtntx_stats.vtxs_opackets++;
2458                 txq->vtntx_stats.vtxs_obytes += m->m_pkthdr.len;
2459                 if (m->m_flags & M_MCAST)
2460                         txq->vtntx_stats.vtxs_omcasts++;
2461
2462                 m_freem(m);
2463                 uma_zfree(vtnet_tx_header_zone, txhdr);
2464         }
2465
2466         if (virtqueue_empty(vq))
2467                 txq->vtntx_watchdog = 0;
2468
2469         return (deq);
2470 }
2471
2472 static void
2473 vtnet_tx_vq_intr(void *xtxq)
2474 {
2475         struct vtnet_softc *sc;
2476         struct vtnet_txq *txq;
2477         struct ifnet *ifp;
2478
2479         txq = xtxq;
2480         sc = txq->vtntx_sc;
2481         ifp = sc->vtnet_ifp;
2482
2483         if (__predict_false(txq->vtntx_id >= sc->vtnet_act_vq_pairs)) {
2484                 /*
2485                  * Ignore this interrupt. Either this is a spurious interrupt
2486                  * or multiqueue without per-VQ MSIX so every queue needs to
2487                  * be polled (a brain dead configuration we could try harder
2488                  * to avoid).
2489                  */
2490                 vtnet_txq_disable_intr(txq);
2491                 return;
2492         }
2493
2494         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2495
2496         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0) {
2497                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2498                 return;
2499         }
2500
2501         vtnet_txq_eof(txq);
2502         vtnet_txq_start(txq);
2503
2504         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2505 }
2506
2507 static void
2508 vtnet_tx_start_all(struct vtnet_softc *sc)
2509 {
2510         struct vtnet_txq *txq;
2511         int i;
2512
2513         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2514
2515         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2516                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2517
2518                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2519                 vtnet_txq_start(txq);
2520                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2521         }
2522 }
2523
2524 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2525 static void
2526 vtnet_qflush(struct ifnet *ifp)
2527 {
2528         struct vtnet_softc *sc;
2529         struct vtnet_txq *txq;
2530         struct mbuf *m;
2531         int i;
2532
2533         sc = ifp->if_softc;
2534
2535         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2536                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2537
2538                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2539                 while ((m = buf_ring_dequeue_sc(txq->vtntx_br)) != NULL)
2540                         m_freem(m);
2541                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2542         }
2543
2544         if_qflush(ifp);
2545 }
2546 #endif
2547
2548 static int
2549 vtnet_watchdog(struct vtnet_txq *txq)
2550 {
2551         struct ifnet *ifp;
2552
2553         ifp = txq->vtntx_sc->vtnet_ifp;
2554
2555         VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2556         if (txq->vtntx_watchdog == 1) {
2557                 /*
2558                  * Only drain completed frames if the watchdog is about to
2559                  * expire. If any frames were drained, there may be enough
2560                  * free descriptors now available to transmit queued frames.
2561                  * In that case, the timer will immediately be decremented
2562                  * below, but the timeout is generous enough that should not
2563                  * be a problem.
2564                  */
2565                 if (vtnet_txq_eof(txq) != 0)
2566                         vtnet_txq_start(txq);
2567         }
2568
2569         if (txq->vtntx_watchdog == 0 || --txq->vtntx_watchdog) {
2570                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2571                 return (0);
2572         }
2573         VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2574
2575         if_printf(ifp, "watchdog timeout on queue %d\n", txq->vtntx_id);
2576         return (1);
2577 }
2578
2579 static void
2580 vtnet_rxq_accum_stats(struct vtnet_rxq *rxq, struct vtnet_rxq_stats *accum)
2581 {
2582         struct vtnet_rxq_stats *st;
2583
2584         st = &rxq->vtnrx_stats;
2585
2586         accum->vrxs_ipackets += st->vrxs_ipackets;
2587         accum->vrxs_ibytes += st->vrxs_ibytes;
2588         accum->vrxs_iqdrops += st->vrxs_iqdrops;
2589         accum->vrxs_csum += st->vrxs_csum;
2590         accum->vrxs_csum_failed += st->vrxs_csum_failed;
2591         accum->vrxs_rescheduled += st->vrxs_rescheduled;
2592 }
2593
2594 static void
2595 vtnet_txq_accum_stats(struct vtnet_txq *txq, struct vtnet_txq_stats *accum)
2596 {
2597         struct vtnet_txq_stats *st;
2598
2599         st = &txq->vtntx_stats;
2600
2601         accum->vtxs_opackets += st->vtxs_opackets;
2602         accum->vtxs_obytes += st->vtxs_obytes;
2603         accum->vtxs_csum += st->vtxs_csum;
2604         accum->vtxs_tso += st->vtxs_tso;
2605         accum->vtxs_rescheduled += st->vtxs_rescheduled;
2606 }
2607
2608 static void
2609 vtnet_accumulate_stats(struct vtnet_softc *sc)
2610 {
2611         struct ifnet *ifp;
2612         struct vtnet_statistics *st;
2613         struct vtnet_rxq_stats rxaccum;
2614         struct vtnet_txq_stats txaccum;
2615         int i;
2616
2617         ifp = sc->vtnet_ifp;
2618         st = &sc->vtnet_stats;
2619         bzero(&rxaccum, sizeof(struct vtnet_rxq_stats));
2620         bzero(&txaccum, sizeof(struct vtnet_txq_stats));
2621
2622         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2623                 vtnet_rxq_accum_stats(&sc->vtnet_rxqs[i], &rxaccum);
2624                 vtnet_txq_accum_stats(&sc->vtnet_txqs[i], &txaccum);
2625         }
2626
2627         st->rx_csum_offloaded = rxaccum.vrxs_csum;
2628         st->rx_csum_failed = rxaccum.vrxs_csum_failed;
2629         st->rx_task_rescheduled = rxaccum.vrxs_rescheduled;
2630         st->tx_csum_offloaded = txaccum.vtxs_csum;
2631         st->tx_tso_offloaded = txaccum.vtxs_tso;
2632         st->tx_task_rescheduled = txaccum.vtxs_rescheduled;
2633
2634         /*
2635          * With the exception of if_ierrors, these ifnet statistics are
2636          * only updated in the driver, so just set them to our accumulated
2637          * values. if_ierrors is updated in ether_input() for malformed
2638          * frames that we should have already discarded.
2639          */
2640         ifp->if_ipackets = rxaccum.vrxs_ipackets;
2641         ifp->if_iqdrops = rxaccum.vrxs_iqdrops;
2642         ifp->if_ierrors = rxaccum.vrxs_ierrors;
2643         ifp->if_opackets = txaccum.vtxs_opackets;
2644 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2645         ifp->if_obytes = txaccum.vtxs_obytes;
2646         ifp->if_omcasts = txaccum.vtxs_omcasts;
2647 #endif
2648 }
2649
2650 static void
2651 vtnet_tick(void *xsc)
2652 {
2653         struct vtnet_softc *sc;
2654         struct ifnet *ifp;
2655         int i, timedout;
2656
2657         sc = xsc;
2658         ifp = sc->vtnet_ifp;
2659         timedout = 0;
2660
2661         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2662         vtnet_accumulate_stats(sc);
2663
2664         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
2665                 timedout |= vtnet_watchdog(&sc->vtnet_txqs[i]);
2666
2667         if (timedout != 0) {
2668                 ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
2669                 vtnet_init_locked(sc);
2670         } else
2671                 callout_schedule(&sc->vtnet_tick_ch, hz);
2672 }
2673
2674 static void
2675 vtnet_start_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2676 {
2677         device_t dev;
2678         struct vtnet_rxq *rxq;
2679         struct vtnet_txq *txq;
2680         int i, error;
2681
2682         dev = sc->vtnet_dev;
2683
2684         /*
2685          * Errors here are very difficult to recover from - we cannot
2686          * easily fail because, if this is during boot, we will hang
2687          * when freeing any successfully started taskqueues because
2688          * the scheduler isn't up yet.
2689          *
2690          * Most drivers just ignore the return value - it only fails
2691          * with ENOMEM so an error is not likely.
2692          */
2693         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2694                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2695                 error = taskqueue_start_threads(&rxq->vtnrx_tq, 1, PI_NET,
2696                     "%s rxq %d", device_get_nameunit(dev), rxq->vtnrx_id);
2697                 if (error) {
2698                         device_printf(dev, "failed to start rx taskq %d\n",
2699                             rxq->vtnrx_id);
2700                 }
2701
2702                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2703                 error = taskqueue_start_threads(&txq->vtntx_tq, 1, PI_NET,
2704                     "%s txq %d", device_get_nameunit(dev), txq->vtntx_id);
2705                 if (error) {
2706                         device_printf(dev, "failed to start tx taskq %d\n",
2707                             txq->vtntx_id);
2708                 }
2709         }
2710 }
2711
2712 static void
2713 vtnet_free_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2714 {
2715         struct vtnet_rxq *rxq;
2716         struct vtnet_txq *txq;
2717         int i;
2718
2719         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2720                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2721                 if (rxq->vtnrx_tq != NULL) {
2722                         taskqueue_free(rxq->vtnrx_tq);
2723                         rxq->vtnrx_vq = NULL;
2724                 }
2725
2726                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2727                 if (txq->vtntx_tq != NULL) {
2728                         taskqueue_free(txq->vtntx_tq);
2729                         txq->vtntx_tq = NULL;
2730                 }
2731         }
2732 }
2733
2734 static void
2735 vtnet_drain_taskqueues(struct vtnet_softc *sc)
2736 {
2737         struct vtnet_rxq *rxq;
2738         struct vtnet_txq *txq;
2739         int i;
2740
2741         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2742                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2743                 if (rxq->vtnrx_tq != NULL)
2744                         taskqueue_drain(rxq->vtnrx_tq, &rxq->vtnrx_intrtask);
2745
2746                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2747                 if (txq->vtntx_tq != NULL) {
2748                         taskqueue_drain(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_intrtask);
2749 #ifndef VTNET_LEGACY_TX
2750                         taskqueue_drain(txq->vtntx_tq, &txq->vtntx_defrtask);
2751 #endif
2752                 }
2753         }
2754 }
2755
2756 static void
2757 vtnet_drain_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2758 {
2759         struct vtnet_rxq *rxq;
2760         struct vtnet_txq *txq;
2761         int i;
2762
2763 #ifdef DEV_NETMAP
2764         if (nm_native_on(NA(sc->vtnet_ifp)))
2765                 return;
2766 #endif /* DEV_NETMAP */
2767
2768         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2769                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2770                 vtnet_rxq_free_mbufs(rxq);
2771
2772                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2773                 vtnet_txq_free_mbufs(txq);
2774         }
2775 }
2776
2777 static void
2778 vtnet_stop_rendezvous(struct vtnet_softc *sc)
2779 {
2780         struct vtnet_rxq *rxq;
2781         struct vtnet_txq *txq;
2782         int i;
2783
2784         /*
2785          * Lock and unlock the per-queue mutex so we known the stop
2786          * state is visible. Doing only the active queues should be
2787          * sufficient, but it does not cost much extra to do all the
2788          * queues. Note we hold the core mutex here too.
2789          */
2790         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
2791                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2792                 VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
2793                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
2794
2795                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2796                 VTNET_TXQ_LOCK(txq);
2797                 VTNET_TXQ_UNLOCK(txq);
2798         }
2799 }
2800
2801 static void
2802 vtnet_stop(struct vtnet_softc *sc)
2803 {
2804         device_t dev;
2805         struct ifnet *ifp;
2806
2807         dev = sc->vtnet_dev;
2808         ifp = sc->vtnet_ifp;
2809
2810         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
2811
2812         ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
2813         sc->vtnet_link_active = 0;
2814         callout_stop(&sc->vtnet_tick_ch);
2815
2816         /* Only advisory. */
2817         vtnet_disable_interrupts(sc);
2818
2819         /*
2820          * Stop the host adapter. This resets it to the pre-initialized
2821          * state. It will not generate any interrupts until after it is
2822          * reinitialized.
2823          */
2824         virtio_stop(dev);
2825         vtnet_stop_rendezvous(sc);
2826
2827         /* Free any mbufs left in the virtqueues. */
2828         vtnet_drain_rxtx_queues(sc);
2829 }
2830
2831 static int
2832 vtnet_virtio_reinit(struct vtnet_softc *sc)
2833 {
2834         device_t dev;
2835         struct ifnet *ifp;
2836         uint64_t features;
2837         int mask, error;
2838
2839         dev = sc->vtnet_dev;
2840         ifp = sc->vtnet_ifp;
2841         features = sc->vtnet_features;
2842
2843         mask = 0;
2844 #if defined(INET)
2845         mask |= IFCAP_RXCSUM;
2846 #endif
2847 #if defined (INET6)
2848         mask |= IFCAP_RXCSUM_IPV6;
2849 #endif
2850
2851         /*
2852          * Re-negotiate with the host, removing any disabled receive
2853          * features. Transmit features are disabled only on our side
2854          * via if_capenable and if_hwassist.
2855          */
2856
2857         if (ifp->if_capabilities & mask) {
2858                 /*
2859                  * We require both IPv4 and IPv6 offloading to be enabled
2860                  * in order to negotiated it: VirtIO does not distinguish
2861                  * between the two.
2862                  */
2863                 if ((ifp->if_capenable & mask) != mask)
2864                         features &= ~VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM;
2865         }
2866
2867         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_LRO) {
2868                 if ((ifp->if_capenable & IFCAP_LRO) == 0)
2869                         features &= ~VTNET_LRO_FEATURES;
2870         }
2871
2872         if (ifp->if_capabilities & IFCAP_VLAN_HWFILTER) {
2873                 if ((ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER) == 0)
2874                         features &= ~VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN;
2875         }
2876
2877         error = virtio_reinit(dev, features);
2878         if (error)
2879                 device_printf(dev, "virtio reinit error %d\n", error);
2880
2881         return (error);
2882 }
2883
2884 static void
2885 vtnet_init_rx_filters(struct vtnet_softc *sc)
2886 {
2887         struct ifnet *ifp;
2888
2889         ifp = sc->vtnet_ifp;
2890
2891         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) {
2892                 /* Restore promiscuous and all-multicast modes. */
2893                 vtnet_rx_filter(sc);
2894                 /* Restore filtered MAC addresses. */
2895                 vtnet_rx_filter_mac(sc);
2896         }
2897
2898         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER)
2899                 vtnet_rx_filter_vlan(sc);
2900 }
2901
2902 static int
2903 vtnet_init_rx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2904 {
2905         device_t dev;
2906         struct vtnet_rxq *rxq;
2907         int i, clsize, error;
2908
2909         dev = sc->vtnet_dev;
2910
2911         /*
2912          * Use the new cluster size if one has been set (via a MTU
2913          * change). Otherwise, use the standard 2K clusters.
2914          *
2915          * BMV: It might make sense to use page sized clusters as
2916          * the default (depending on the features negotiated).
2917          */
2918         if (sc->vtnet_rx_new_clsize != 0) {
2919                 clsize = sc->vtnet_rx_new_clsize;
2920                 sc->vtnet_rx_new_clsize = 0;
2921         } else
2922                 clsize = MCLBYTES;
2923
2924         sc->vtnet_rx_clsize = clsize;
2925         sc->vtnet_rx_nmbufs = VTNET_NEEDED_RX_MBUFS(sc, clsize);
2926
2927         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MRG_RXBUFS ||
2928             sc->vtnet_rx_nmbufs < sc->vtnet_rx_nsegs,
2929             ("%s: too many rx mbufs %d for %d segments", __func__,
2930             sc->vtnet_rx_nmbufs, sc->vtnet_rx_nsegs));
2931
2932 #ifdef DEV_NETMAP
2933         if (vtnet_netmap_init_rx_buffers(sc))
2934                 return 0;
2935 #endif /* DEV_NETMAP */
2936
2937         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2938                 rxq = &sc->vtnet_rxqs[i];
2939
2940                 /* Hold the lock to satisfy asserts. */
2941                 VTNET_RXQ_LOCK(rxq);
2942                 error = vtnet_rxq_populate(rxq);
2943                 VTNET_RXQ_UNLOCK(rxq);
2944
2945                 if (error) {
2946                         device_printf(dev,
2947                             "cannot allocate mbufs for Rx queue %d\n", i);
2948                         return (error);
2949                 }
2950         }
2951
2952         return (0);
2953 }
2954
2955 static int
2956 vtnet_init_tx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2957 {
2958         struct vtnet_txq *txq;
2959         int i;
2960
2961         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++) {
2962                 txq = &sc->vtnet_txqs[i];
2963                 txq->vtntx_watchdog = 0;
2964         }
2965
2966         return (0);
2967 }
2968
2969 static int
2970 vtnet_init_rxtx_queues(struct vtnet_softc *sc)
2971 {
2972         int error;
2973
2974         error = vtnet_init_rx_queues(sc);
2975         if (error)
2976                 return (error);
2977
2978         error = vtnet_init_tx_queues(sc);
2979         if (error)
2980                 return (error);
2981
2982         return (0);
2983 }
2984
2985 static void
2986 vtnet_set_active_vq_pairs(struct vtnet_softc *sc)
2987 {
2988         device_t dev;
2989         int npairs;
2990
2991         dev = sc->vtnet_dev;
2992
2993         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MULTIQ) == 0) {
2994                 MPASS(sc->vtnet_max_vq_pairs == 1);
2995                 sc->vtnet_act_vq_pairs = 1;
2996                 return;
2997         }
2998
2999         /* BMV: Just use the maximum configured for now. */
3000         npairs = sc->vtnet_max_vq_pairs;
3001
3002         if (vtnet_ctrl_mq_cmd(sc, npairs) != 0) {
3003                 device_printf(dev,
3004                     "cannot set active queue pairs to %d\n", npairs);
3005                 npairs = 1;
3006         }
3007
3008         sc->vtnet_act_vq_pairs = npairs;
3009 }
3010
3011 static int
3012 vtnet_reinit(struct vtnet_softc *sc)
3013 {
3014         struct ifnet *ifp;
3015         int error;
3016
3017         ifp = sc->vtnet_ifp;
3018
3019         /* Use the current MAC address. */
3020         bcopy(IF_LLADDR(ifp), sc->vtnet_hwaddr, ETHER_ADDR_LEN);
3021         vtnet_set_hwaddr(sc);
3022
3023         vtnet_set_active_vq_pairs(sc);
3024
3025         ifp->if_hwassist = 0;
3026         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TXCSUM)
3027                 ifp->if_hwassist |= VTNET_CSUM_OFFLOAD;
3028         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TXCSUM_IPV6)
3029                 ifp->if_hwassist |= VTNET_CSUM_OFFLOAD_IPV6;
3030         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TSO4)
3031                 ifp->if_hwassist |= CSUM_IP_TSO;
3032         if (ifp->if_capenable & IFCAP_TSO6)
3033                 ifp->if_hwassist |= CSUM_IP6_TSO;
3034
3035         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ)
3036                 vtnet_init_rx_filters(sc);
3037
3038         error = vtnet_init_rxtx_queues(sc);
3039         if (error)
3040                 return (error);
3041
3042         vtnet_enable_interrupts(sc);
3043         ifp->if_drv_flags |= IFF_DRV_RUNNING;
3044
3045         return (0);
3046 }
3047
3048 static void
3049 vtnet_init_locked(struct vtnet_softc *sc)
3050 {
3051         device_t dev;
3052         struct ifnet *ifp;
3053
3054         dev = sc->vtnet_dev;
3055         ifp = sc->vtnet_ifp;
3056
3057         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3058
3059         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
3060                 return;
3061
3062         vtnet_stop(sc);
3063
3064         /* Reinitialize with the host. */
3065         if (vtnet_virtio_reinit(sc) != 0)
3066                 goto fail;
3067
3068         if (vtnet_reinit(sc) != 0)
3069                 goto fail;
3070
3071         virtio_reinit_complete(dev);
3072
3073         vtnet_update_link_status(sc);
3074         callout_reset(&sc->vtnet_tick_ch, hz, vtnet_tick, sc);
3075
3076         return;
3077
3078 fail:
3079         vtnet_stop(sc);
3080 }
3081
3082 static void
3083 vtnet_init(void *xsc)
3084 {
3085         struct vtnet_softc *sc;
3086
3087         sc = xsc;
3088
3089 #ifdef DEV_NETMAP
3090         if (!NA(sc->vtnet_ifp)) {
3091                 D("try to attach again");
3092                 vtnet_netmap_attach(sc);
3093         }
3094 #endif /* DEV_NETMAP */
3095
3096         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3097         vtnet_init_locked(sc);
3098         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3099 }
3100
3101 static void
3102 vtnet_free_ctrl_vq(struct vtnet_softc *sc)
3103 {
3104         struct virtqueue *vq;
3105
3106         vq = sc->vtnet_ctrl_vq;
3107
3108         /*
3109          * The control virtqueue is only polled and therefore it should
3110          * already be empty.
3111          */
3112         KASSERT(virtqueue_empty(vq),
3113             ("%s: ctrl vq %p not empty", __func__, vq));
3114 }
3115
3116 static void
3117 vtnet_exec_ctrl_cmd(struct vtnet_softc *sc, void *cookie,
3118     struct sglist *sg, int readable, int writable)
3119 {
3120         struct virtqueue *vq;
3121
3122         vq = sc->vtnet_ctrl_vq;
3123
3124         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3125         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_VQ,
3126             ("%s: CTRL_VQ feature not negotiated", __func__));
3127
3128         if (!virtqueue_empty(vq))
3129                 return;
3130         if (virtqueue_enqueue(vq, cookie, sg, readable, writable) != 0)
3131                 return;
3132
3133         /*
3134          * Poll for the response, but the command is likely already
3135          * done when we return from the notify.
3136          */
3137         virtqueue_notify(vq);
3138         virtqueue_poll(vq, NULL);
3139 }
3140
3141 static int
3142 vtnet_ctrl_mac_cmd(struct vtnet_softc *sc, uint8_t *hwaddr)
3143 {
3144         struct virtio_net_ctrl_hdr hdr __aligned(2);
3145         struct sglist_seg segs[3];
3146         struct sglist sg;
3147         uint8_t ack;
3148         int error;
3149
3150         hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MAC;
3151         hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MAC_ADDR_SET;
3152         ack = VIRTIO_NET_ERR;
3153
3154         sglist_init(&sg, 3, segs);
3155         error = 0;
3156         error |= sglist_append(&sg, &hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3157         error |= sglist_append(&sg, hwaddr, ETHER_ADDR_LEN);
3158         error |= sglist_append(&sg, &ack, sizeof(uint8_t));
3159         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3160             ("%s: error %d adding set MAC msg to sglist", __func__, error));
3161
3162         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3163
3164         return (ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3165 }
3166
3167 static int
3168 vtnet_ctrl_mq_cmd(struct vtnet_softc *sc, uint16_t npairs)
3169 {
3170         struct sglist_seg segs[3];
3171         struct sglist sg;
3172         struct {
3173                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3174                 uint8_t pad1;
3175                 struct virtio_net_ctrl_mq mq;
3176                 uint8_t pad2;
3177                 uint8_t ack;
3178         } s __aligned(2);
3179         int error;
3180
3181         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MQ;
3182         s.hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_SET;
3183         s.mq.virtqueue_pairs = npairs;
3184         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3185
3186         sglist_init(&sg, 3, segs);
3187         error = 0;
3188         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3189         error |= sglist_append(&sg, &s.mq, sizeof(struct virtio_net_ctrl_mq));
3190         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3191         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3192             ("%s: error %d adding MQ message to sglist", __func__, error));
3193
3194         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3195
3196         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3197 }
3198
3199 static int
3200 vtnet_ctrl_rx_cmd(struct vtnet_softc *sc, int cmd, int on)
3201 {
3202         struct sglist_seg segs[3];
3203         struct sglist sg;
3204         struct {
3205                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3206                 uint8_t pad1;
3207                 uint8_t onoff;
3208                 uint8_t pad2;
3209                 uint8_t ack;
3210         } s __aligned(2);
3211         int error;
3212
3213         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX,
3214             ("%s: CTRL_RX feature not negotiated", __func__));
3215
3216         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_RX;
3217         s.hdr.cmd = cmd;
3218         s.onoff = !!on;
3219         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3220
3221         sglist_init(&sg, 3, segs);
3222         error = 0;
3223         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3224         error |= sglist_append(&sg, &s.onoff, sizeof(uint8_t));
3225         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3226         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3227             ("%s: error %d adding Rx message to sglist", __func__, error));
3228
3229         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3230
3231         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3232 }
3233
3234 static int
3235 vtnet_set_promisc(struct vtnet_softc *sc, int on)
3236 {
3237
3238         return (vtnet_ctrl_rx_cmd(sc, VIRTIO_NET_CTRL_RX_PROMISC, on));
3239 }
3240
3241 static int
3242 vtnet_set_allmulti(struct vtnet_softc *sc, int on)
3243 {
3244
3245         return (vtnet_ctrl_rx_cmd(sc, VIRTIO_NET_CTRL_RX_ALLMULTI, on));
3246 }
3247
3248 /*
3249  * The device defaults to promiscuous mode for backwards compatibility.
3250  * Turn it off at attach time if possible.
3251  */
3252 static void
3253 vtnet_attach_disable_promisc(struct vtnet_softc *sc)
3254 {
3255         struct ifnet *ifp;
3256
3257         ifp = sc->vtnet_ifp;
3258
3259         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3260         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX) == 0) {
3261                 ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
3262         } else if (vtnet_set_promisc(sc, 0) != 0) {
3263                 ifp->if_flags |= IFF_PROMISC;
3264                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3265                     "cannot disable default promiscuous mode\n");
3266         }
3267         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3268 }
3269
3270 static void
3271 vtnet_rx_filter(struct vtnet_softc *sc)
3272 {
3273         device_t dev;
3274         struct ifnet *ifp;
3275
3276         dev = sc->vtnet_dev;
3277         ifp = sc->vtnet_ifp;
3278
3279         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3280
3281         if (vtnet_set_promisc(sc, ifp->if_flags & IFF_PROMISC) != 0)
3282                 device_printf(dev, "cannot %s promiscuous mode\n",
3283                     ifp->if_flags & IFF_PROMISC ? "enable" : "disable");
3284
3285         if (vtnet_set_allmulti(sc, ifp->if_flags & IFF_ALLMULTI) != 0)
3286                 device_printf(dev, "cannot %s all-multicast mode\n",
3287                     ifp->if_flags & IFF_ALLMULTI ? "enable" : "disable");
3288 }
3289
3290 static void
3291 vtnet_rx_filter_mac(struct vtnet_softc *sc)
3292 {
3293         struct virtio_net_ctrl_hdr hdr __aligned(2);
3294         struct vtnet_mac_filter *filter;
3295         struct sglist_seg segs[4];
3296         struct sglist sg;
3297         struct ifnet *ifp;
3298         struct ifaddr *ifa;
3299         struct ifmultiaddr *ifma;
3300         int ucnt, mcnt, promisc, allmulti, error;
3301         uint8_t ack;
3302
3303         ifp = sc->vtnet_ifp;
3304         filter = sc->vtnet_mac_filter;
3305         ucnt = 0;
3306         mcnt = 0;
3307         promisc = 0;
3308         allmulti = 0;
3309
3310         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3311         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_RX,
3312             ("%s: CTRL_RX feature not negotiated", __func__));
3313
3314         /* Unicast MAC addresses: */
3315         if_addr_rlock(ifp);
3316         TAILQ_FOREACH(ifa, &ifp->if_addrhead, ifa_link) {
3317                 if (ifa->ifa_addr->sa_family != AF_LINK)
3318                         continue;
3319                 else if (memcmp(LLADDR((struct sockaddr_dl *)ifa->ifa_addr),
3320                     sc->vtnet_hwaddr, ETHER_ADDR_LEN) == 0)
3321                         continue;
3322                 else if (ucnt == VTNET_MAX_MAC_ENTRIES) {
3323                         promisc = 1;
3324                         break;
3325                 }
3326
3327                 bcopy(LLADDR((struct sockaddr_dl *)ifa->ifa_addr),
3328                     &filter->vmf_unicast.macs[ucnt], ETHER_ADDR_LEN);
3329                 ucnt++;
3330         }
3331         if_addr_runlock(ifp);
3332
3333         if (promisc != 0) {
3334                 filter->vmf_unicast.nentries = 0;
3335                 if_printf(ifp, "more than %d MAC addresses assigned, "
3336                     "falling back to promiscuous mode\n",
3337                     VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3338         } else
3339                 filter->vmf_unicast.nentries = ucnt;
3340
3341         /* Multicast MAC addresses: */
3342         if_maddr_rlock(ifp);
3343         TAILQ_FOREACH(ifma, &ifp->if_multiaddrs, ifma_link) {
3344                 if (ifma->ifma_addr->sa_family != AF_LINK)
3345                         continue;
3346                 else if (mcnt == VTNET_MAX_MAC_ENTRIES) {
3347                         allmulti = 1;
3348                         break;
3349                 }
3350
3351                 bcopy(LLADDR((struct sockaddr_dl *)ifma->ifma_addr),
3352                     &filter->vmf_multicast.macs[mcnt], ETHER_ADDR_LEN);
3353                 mcnt++;
3354         }
3355         if_maddr_runlock(ifp);
3356
3357         if (allmulti != 0) {
3358                 filter->vmf_multicast.nentries = 0;
3359                 if_printf(ifp, "more than %d multicast MAC addresses "
3360                     "assigned, falling back to all-multicast mode\n",
3361                     VTNET_MAX_MAC_ENTRIES);
3362         } else
3363                 filter->vmf_multicast.nentries = mcnt;
3364
3365         if (promisc != 0 && allmulti != 0)
3366                 goto out;
3367
3368         hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_MAC;
3369         hdr.cmd = VIRTIO_NET_CTRL_MAC_TABLE_SET;
3370         ack = VIRTIO_NET_ERR;
3371
3372         sglist_init(&sg, 4, segs);
3373         error = 0;
3374         error |= sglist_append(&sg, &hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3375         error |= sglist_append(&sg, &filter->vmf_unicast,
3376             sizeof(uint32_t) + filter->vmf_unicast.nentries * ETHER_ADDR_LEN);
3377         error |= sglist_append(&sg, &filter->vmf_multicast,
3378             sizeof(uint32_t) + filter->vmf_multicast.nentries * ETHER_ADDR_LEN);
3379         error |= sglist_append(&sg, &ack, sizeof(uint8_t));
3380         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 4,
3381             ("%s: error %d adding MAC filter msg to sglist", __func__, error));
3382
3383         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3384
3385         if (ack != VIRTIO_NET_OK)
3386                 if_printf(ifp, "error setting host MAC filter table\n");
3387
3388 out:
3389         if (promisc != 0 && vtnet_set_promisc(sc, 1) != 0)
3390                 if_printf(ifp, "cannot enable promiscuous mode\n");
3391         if (allmulti != 0 && vtnet_set_allmulti(sc, 1) != 0)
3392                 if_printf(ifp, "cannot enable all-multicast mode\n");
3393 }
3394
3395 static int
3396 vtnet_exec_vlan_filter(struct vtnet_softc *sc, int add, uint16_t tag)
3397 {
3398         struct sglist_seg segs[3];
3399         struct sglist sg;
3400         struct {
3401                 struct virtio_net_ctrl_hdr hdr;
3402                 uint8_t pad1;
3403                 uint16_t tag;
3404                 uint8_t pad2;
3405                 uint8_t ack;
3406         } s __aligned(2);
3407         int error;
3408
3409         s.hdr.class = VIRTIO_NET_CTRL_VLAN;
3410         s.hdr.cmd = add ? VIRTIO_NET_CTRL_VLAN_ADD : VIRTIO_NET_CTRL_VLAN_DEL;
3411         s.tag = tag;
3412         s.ack = VIRTIO_NET_ERR;
3413
3414         sglist_init(&sg, 3, segs);
3415         error = 0;
3416         error |= sglist_append(&sg, &s.hdr, sizeof(struct virtio_net_ctrl_hdr));
3417         error |= sglist_append(&sg, &s.tag, sizeof(uint16_t));
3418         error |= sglist_append(&sg, &s.ack, sizeof(uint8_t));
3419         KASSERT(error == 0 && sg.sg_nseg == 3,
3420             ("%s: error %d adding VLAN message to sglist", __func__, error));
3421
3422         vtnet_exec_ctrl_cmd(sc, &s.ack, &sg, sg.sg_nseg - 1, 1);
3423
3424         return (s.ack == VIRTIO_NET_OK ? 0 : EIO);
3425 }
3426
3427 static void
3428 vtnet_rx_filter_vlan(struct vtnet_softc *sc)
3429 {
3430         uint32_t w;
3431         uint16_t tag;
3432         int i, bit;
3433
3434         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3435         KASSERT(sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_VLAN_FILTER,
3436             ("%s: VLAN_FILTER feature not negotiated", __func__));
3437
3438         /* Enable the filter for each configured VLAN. */
3439         for (i = 0; i < VTNET_VLAN_FILTER_NWORDS; i++) {
3440                 w = sc->vtnet_vlan_filter[i];
3441
3442                 while ((bit = ffs(w) - 1) != -1) {
3443                         w &= ~(1 << bit);
3444                         tag = sizeof(w) * CHAR_BIT * i + bit;
3445
3446                         if (vtnet_exec_vlan_filter(sc, 1, tag) != 0) {
3447                                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3448                                     "cannot enable VLAN %d filter\n", tag);
3449                         }
3450                 }
3451         }
3452 }
3453
3454 static void
3455 vtnet_update_vlan_filter(struct vtnet_softc *sc, int add, uint16_t tag)
3456 {
3457         struct ifnet *ifp;
3458         int idx, bit;
3459
3460         ifp = sc->vtnet_ifp;
3461         idx = (tag >> 5) & 0x7F;
3462         bit = tag & 0x1F;
3463
3464         if (tag == 0 || tag > 4095)
3465                 return;
3466
3467         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3468
3469         if (add)
3470                 sc->vtnet_vlan_filter[idx] |= (1 << bit);
3471         else
3472                 sc->vtnet_vlan_filter[idx] &= ~(1 << bit);
3473
3474         if (ifp->if_capenable & IFCAP_VLAN_HWFILTER &&
3475             vtnet_exec_vlan_filter(sc, add, tag) != 0) {
3476                 device_printf(sc->vtnet_dev,
3477                     "cannot %s VLAN %d %s the host filter table\n",
3478                     add ? "add" : "remove", tag, add ? "to" : "from");
3479         }
3480
3481         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3482 }
3483
3484 static void
3485 vtnet_register_vlan(void *arg, struct ifnet *ifp, uint16_t tag)
3486 {
3487
3488         if (ifp->if_softc != arg)
3489                 return;
3490
3491         vtnet_update_vlan_filter(arg, 1, tag);
3492 }
3493
3494 static void
3495 vtnet_unregister_vlan(void *arg, struct ifnet *ifp, uint16_t tag)
3496 {
3497
3498         if (ifp->if_softc != arg)
3499                 return;
3500
3501         vtnet_update_vlan_filter(arg, 0, tag);
3502 }
3503
3504 static int
3505 vtnet_is_link_up(struct vtnet_softc *sc)
3506 {
3507         device_t dev;
3508         struct ifnet *ifp;
3509         uint16_t status;
3510
3511         dev = sc->vtnet_dev;
3512         ifp = sc->vtnet_ifp;
3513
3514         if ((ifp->if_capabilities & IFCAP_LINKSTATE) == 0)
3515                 status = VIRTIO_NET_S_LINK_UP;
3516         else
3517                 status = virtio_read_dev_config_2(dev,
3518                     offsetof(struct virtio_net_config, status));
3519
3520         return ((status & VIRTIO_NET_S_LINK_UP) != 0);
3521 }
3522
3523 static void
3524 vtnet_update_link_status(struct vtnet_softc *sc)
3525 {
3526         struct ifnet *ifp;
3527         int link;
3528
3529         ifp = sc->vtnet_ifp;
3530
3531         VTNET_CORE_LOCK_ASSERT(sc);
3532         link = vtnet_is_link_up(sc);
3533
3534         /* Notify if the link status has changed. */
3535         if (link != 0 && sc->vtnet_link_active == 0) {
3536                 sc->vtnet_link_active = 1;
3537                 if_link_state_change(ifp, LINK_STATE_UP);
3538         } else if (link == 0 && sc->vtnet_link_active != 0) {
3539                 sc->vtnet_link_active = 0;
3540                 if_link_state_change(ifp, LINK_STATE_DOWN);
3541         }
3542 }
3543
3544 static int
3545 vtnet_ifmedia_upd(struct ifnet *ifp)
3546 {
3547         struct vtnet_softc *sc;
3548         struct ifmedia *ifm;
3549
3550         sc = ifp->if_softc;
3551         ifm = &sc->vtnet_media;
3552
3553         if (IFM_TYPE(ifm->ifm_media) != IFM_ETHER)
3554                 return (EINVAL);
3555
3556         return (0);
3557 }
3558
3559 static void
3560 vtnet_ifmedia_sts(struct ifnet *ifp, struct ifmediareq *ifmr)
3561 {
3562         struct vtnet_softc *sc;
3563
3564         sc = ifp->if_softc;
3565
3566         ifmr->ifm_status = IFM_AVALID;
3567         ifmr->ifm_active = IFM_ETHER;
3568
3569         VTNET_CORE_LOCK(sc);
3570         if (vtnet_is_link_up(sc) != 0) {
3571                 ifmr->ifm_status |= IFM_ACTIVE;
3572                 ifmr->ifm_active |= VTNET_MEDIATYPE;
3573         } else
3574                 ifmr->ifm_active |= IFM_NONE;
3575         VTNET_CORE_UNLOCK(sc);
3576 }
3577
3578 static void
3579 vtnet_set_hwaddr(struct vtnet_softc *sc)
3580 {
3581         device_t dev;
3582         int i;
3583
3584         dev = sc->vtnet_dev;
3585
3586         if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_CTRL_MAC) {
3587                 if (vtnet_ctrl_mac_cmd(sc, sc->vtnet_hwaddr) != 0)
3588                         device_printf(dev, "unable to set MAC address\n");
3589         } else if (sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MAC) {
3590                 for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
3591                         virtio_write_dev_config_1(dev,
3592                             offsetof(struct virtio_net_config, mac) + i,
3593                             sc->vtnet_hwaddr[i]);
3594                 }
3595         }
3596 }
3597
3598 static void
3599 vtnet_get_hwaddr(struct vtnet_softc *sc)
3600 {
3601         device_t dev;
3602         int i;
3603
3604         dev = sc->vtnet_dev;
3605
3606         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_MAC) == 0) {
3607                 /*
3608                  * Generate a random locally administered unicast address.
3609                  *
3610                  * It would be nice to generate the same MAC address across
3611                  * reboots, but it seems all the hosts currently available
3612                  * support the MAC feature, so this isn't too important.
3613                  */
3614                 sc->vtnet_hwaddr[0] = 0xB2;
3615                 arc4rand(&sc->vtnet_hwaddr[1], ETHER_ADDR_LEN - 1, 0);
3616                 vtnet_set_hwaddr(sc);
3617                 return;
3618         }
3619
3620         for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
3621                 sc->vtnet_hwaddr[i] = virtio_read_dev_config_1(dev,
3622                     offsetof(struct virtio_net_config, mac) + i);
3623         }
3624 }
3625
3626 static void
3627 vtnet_vlan_tag_remove(struct mbuf *m)
3628 {
3629         struct ether_vlan_header *evh;
3630
3631         evh = mtod(m, struct ether_vlan_header *);
3632         m->m_pkthdr.ether_vtag = ntohs(evh->evl_tag);
3633         m->m_flags |= M_VLANTAG;
3634
3635         /* Strip the 802.1Q header. */
3636         bcopy((char *) evh, (char *) evh + ETHER_VLAN_ENCAP_LEN,
3637             ETHER_HDR_LEN - ETHER_TYPE_LEN);
3638         m_adj(m, ETHER_VLAN_ENCAP_LEN);
3639 }
3640
3641 static void
3642 vtnet_set_rx_process_limit(struct vtnet_softc *sc)
3643 {
3644         int limit;
3645
3646         limit = vtnet_tunable_int(sc, "rx_process_limit",
3647             vtnet_rx_process_limit);
3648         if (limit < 0)
3649                 limit = INT_MAX;
3650         sc->vtnet_rx_process_limit = limit;
3651 }
3652
3653 static void
3654 vtnet_set_tx_intr_threshold(struct vtnet_softc *sc)
3655 {
3656         device_t dev;
3657         int size, thresh;
3658
3659         dev = sc->vtnet_dev;
3660         size = virtqueue_size(sc->vtnet_txqs[0].vtntx_vq);
3661
3662         /*
3663          * The Tx interrupt is disabled until the queue free count falls
3664          * below our threshold. Completed frames are drained from the Tx
3665          * virtqueue before transmitting new frames and in the watchdog
3666          * callout, so the frequency of Tx interrupts is greatly reduced,
3667          * at the cost of not freeing mbufs as quickly as they otherwise
3668          * would be.
3669          *
3670          * N.B. We assume all the Tx queues are the same size.
3671          */
3672         thresh = size / 4;
3673
3674         /*
3675          * Without indirect descriptors, leave enough room for the most
3676          * segments we handle.
3677          */
3678         if ((sc->vtnet_flags & VTNET_FLAG_INDIRECT) == 0 &&
3679             thresh < sc->vtnet_tx_nsegs)
3680                 thresh = sc->vtnet_tx_nsegs;
3681
3682         sc->vtnet_tx_intr_thresh = thresh;
3683 }
3684
3685 static void
3686 vtnet_setup_rxq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3687     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_rxq *rxq)
3688 {
3689         struct sysctl_oid *node;
3690         struct sysctl_oid_list *list;
3691         struct vtnet_rxq_stats *stats;
3692         char namebuf[16];
3693
3694         snprintf(namebuf, sizeof(namebuf), "rxq%d", rxq->vtnrx_id);
3695         node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, child, OID_AUTO, namebuf,
3696             CTLFLAG_RD, NULL, "Receive Queue");
3697         list = SYSCTL_CHILDREN(node);
3698
3699         stats = &rxq->vtnrx_stats;
3700
3701         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ipackets", CTLFLAG_RD,
3702             &stats->vrxs_ipackets, "Receive packets");
3703         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ibytes", CTLFLAG_RD,
3704             &stats->vrxs_ibytes, "Receive bytes");
3705         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "iqdrops", CTLFLAG_RD,
3706             &stats->vrxs_iqdrops, "Receive drops");
3707         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "ierrors", CTLFLAG_RD,
3708             &stats->vrxs_ierrors, "Receive errors");
3709         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum", CTLFLAG_RD,
3710             &stats->vrxs_csum, "Receive checksum offloaded");
3711         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum_failed", CTLFLAG_RD,
3712             &stats->vrxs_csum_failed, "Receive checksum offload failed");
3713         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "rescheduled", CTLFLAG_RD,
3714             &stats->vrxs_rescheduled,
3715             "Receive interrupt handler rescheduled");
3716 }
3717
3718 static void
3719 vtnet_setup_txq_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3720     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_txq *txq)
3721 {
3722         struct sysctl_oid *node;
3723         struct sysctl_oid_list *list;
3724         struct vtnet_txq_stats *stats;
3725         char namebuf[16];
3726
3727         snprintf(namebuf, sizeof(namebuf), "txq%d", txq->vtntx_id);
3728         node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, child, OID_AUTO, namebuf,
3729             CTLFLAG_RD, NULL, "Transmit Queue");
3730         list = SYSCTL_CHILDREN(node);
3731
3732         stats = &txq->vtntx_stats;
3733
3734         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "opackets", CTLFLAG_RD,
3735             &stats->vtxs_opackets, "Transmit packets");
3736         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "obytes", CTLFLAG_RD,
3737             &stats->vtxs_obytes, "Transmit bytes");
3738         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "omcasts", CTLFLAG_RD,
3739             &stats->vtxs_omcasts, "Transmit multicasts");
3740         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "csum", CTLFLAG_RD,
3741             &stats->vtxs_csum, "Transmit checksum offloaded");
3742         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "tso", CTLFLAG_RD,
3743             &stats->vtxs_tso, "Transmit segmentation offloaded");
3744         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, list, OID_AUTO, "rescheduled", CTLFLAG_RD,
3745             &stats->vtxs_rescheduled,
3746             "Transmit interrupt handler rescheduled");
3747 }
3748
3749 static void
3750 vtnet_setup_queue_sysctl(struct vtnet_softc *sc)
3751 {
3752         device_t dev;
3753         struct sysctl_ctx_list *ctx;
3754         struct sysctl_oid *tree;
3755         struct sysctl_oid_list *child;
3756         int i;
3757
3758         dev = sc->vtnet_dev;
3759         ctx = device_get_sysctl_ctx(dev);
3760         tree = device_get_sysctl_tree(dev);
3761         child = SYSCTL_CHILDREN(tree);
3762
3763         for (i = 0; i < sc->vtnet_max_vq_pairs; i++) {
3764                 vtnet_setup_rxq_sysctl(ctx, child, &sc->vtnet_rxqs[i]);
3765                 vtnet_setup_txq_sysctl(ctx, child, &sc->vtnet_txqs[i]);
3766         }
3767 }
3768
3769 static void
3770 vtnet_setup_stat_sysctl(struct sysctl_ctx_list *ctx,
3771     struct sysctl_oid_list *child, struct vtnet_softc *sc)
3772 {
3773         struct vtnet_statistics *stats;
3774
3775         stats = &sc->vtnet_stats;
3776
3777         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "mbuf_alloc_failed",
3778             CTLFLAG_RD, &stats->mbuf_alloc_failed,
3779             "Mbuf cluster allocation failures");
3780
3781         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_frame_too_large",
3782             CTLFLAG_RD, &stats->rx_frame_too_large,
3783             "Received frame larger than the mbuf chain");
3784         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_enq_replacement_failed",
3785             CTLFLAG_RD, &stats->rx_enq_replacement_failed,
3786             "Enqueuing the replacement receive mbuf failed");
3787         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_mergeable_failed",
3788             CTLFLAG_RD, &stats->rx_mergeable_failed,
3789             "Mergeable buffers receive failures");
3790         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_ethtype",
3791             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_ethtype,
3792             "Received checksum offloaded buffer with unsupported "
3793             "Ethernet type");
3794         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_ipproto",
3795             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_ipproto,
3796             "Received checksum offloaded buffer with incorrect IP protocol");
3797         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_offset",
3798             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_offset,
3799             "Received checksum offloaded buffer with incorrect offset");
3800         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_bad_proto",
3801             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_bad_proto,
3802             "Received checksum offloaded buffer with incorrect protocol");
3803         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_failed",
3804             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_failed,
3805             "Received buffer checksum offload failed");
3806         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_csum_offloaded",
3807             CTLFLAG_RD, &stats->rx_csum_offloaded,
3808             "Received buffer checksum offload succeeded");
3809         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "rx_task_rescheduled",
3810             CTLFLAG_RD, &stats->rx_task_rescheduled,
3811             "Times the receive interrupt task rescheduled itself");
3812
3813         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_csum_bad_ethtype",
3814             CTLFLAG_RD, &stats->tx_csum_bad_ethtype,
3815             "Aborted transmit of checksum offloaded buffer with unknown "
3816             "Ethernet type");
3817         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_bad_ethtype",
3818             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_bad_ethtype,
3819             "Aborted transmit of TSO buffer with unknown Ethernet type");
3820         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_not_tcp",
3821             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_not_tcp,
3822             "Aborted transmit of TSO buffer with non TCP protocol");
3823         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_defragged",
3824             CTLFLAG_RD, &stats->tx_defragged,
3825             "Transmit mbufs defragged");
3826         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_defrag_failed",
3827             CTLFLAG_RD, &stats->tx_defrag_failed,
3828             "Aborted transmit of buffer because defrag failed");
3829         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_csum_offloaded",
3830             CTLFLAG_RD, &stats->tx_csum_offloaded,
3831             "Offloaded checksum of transmitted buffer");
3832         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_tso_offloaded",
3833             CTLFLAG_RD, &stats->tx_tso_offloaded,
3834             "Segmentation offload of transmitted buffer");
3835         SYSCTL_ADD_UQUAD(ctx, child, OID_AUTO, "tx_task_rescheduled",
3836             CTLFLAG_RD, &stats->tx_task_rescheduled,
3837             "Times the transmit interrupt task rescheduled itself");
3838 }
3839
3840 static void
3841 vtnet_setup_sysctl(struct vtnet_softc *sc)
3842 {
3843         device_t dev;
3844         struct sysctl_ctx_list *ctx;
3845         struct sysctl_oid *tree;
3846         struct sysctl_oid_list *child;
3847
3848         dev = sc->vtnet_dev;
3849         ctx = device_get_sysctl_ctx(dev);
3850         tree = device_get_sysctl_tree(dev);
3851         child = SYSCTL_CHILDREN(tree);
3852
3853         SYSCTL_ADD_INT(ctx, child, OID_AUTO, "max_vq_pairs",
3854             CTLFLAG_RD, &sc->vtnet_max_vq_pairs, 0,
3855             "Maximum number of supported virtqueue pairs");
3856         SYSCTL_ADD_INT(ctx, child, OID_AUTO, "act_vq_pairs",
3857             CTLFLAG_RD, &sc->vtnet_act_vq_pairs, 0,
3858             "Number of active virtqueue pairs");
3859
3860         vtnet_setup_stat_sysctl(ctx, child, sc);
3861 }
3862
3863 static int
3864 vtnet_rxq_enable_intr(struct vtnet_rxq *rxq)
3865 {
3866
3867         return (virtqueue_enable_intr(rxq->vtnrx_vq));
3868 }
3869
3870 static void
3871 vtnet_rxq_disable_intr(struct vtnet_rxq *rxq)
3872 {
3873
3874         virtqueue_disable_intr(rxq->vtnrx_vq);
3875 }
3876
3877 static int
3878 vtnet_txq_enable_intr(struct vtnet_txq *txq)
3879 {
3880         struct virtqueue *vq;
3881
3882         vq = txq->vtntx_vq;
3883
3884         if (vtnet_txq_below_threshold(txq) != 0)
3885                 return (virtqueue_postpone_intr(vq, VQ_POSTPONE_LONG));
3886
3887         /*
3888          * The free count is above our threshold. Keep the Tx interrupt
3889          * disabled until the queue is fuller.
3890          */
3891         return (0);
3892 }
3893
3894 static void
3895 vtnet_txq_disable_intr(struct vtnet_txq *txq)
3896 {
3897
3898         virtqueue_disable_intr(txq->vtntx_vq);
3899 }
3900
3901 static void
3902 vtnet_enable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3903 {
3904         int i;
3905
3906         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3907                 vtnet_rxq_enable_intr(&sc->vtnet_rxqs[i]);
3908 }
3909
3910 static void
3911 vtnet_enable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3912 {
3913         int i;
3914
3915         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3916                 vtnet_txq_enable_intr(&sc->vtnet_txqs[i]);
3917 }
3918
3919 static void
3920 vtnet_enable_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3921 {
3922
3923         vtnet_enable_rx_interrupts(sc);
3924         vtnet_enable_tx_interrupts(sc);
3925 }
3926
3927 static void
3928 vtnet_disable_rx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3929 {
3930         int i;
3931
3932         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3933                 vtnet_rxq_disable_intr(&sc->vtnet_rxqs[i]);
3934 }
3935
3936 static void
3937 vtnet_disable_tx_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3938 {
3939         int i;
3940
3941         for (i = 0; i < sc->vtnet_act_vq_pairs; i++)
3942                 vtnet_txq_disable_intr(&sc->vtnet_txqs[i]);
3943 }
3944
3945 static void
3946 vtnet_disable_interrupts(struct vtnet_softc *sc)
3947 {
3948
3949         vtnet_disable_rx_interrupts(sc);
3950         vtnet_disable_tx_interrupts(sc);
3951 }
3952
3953 static int
3954 vtnet_tunable_int(struct vtnet_softc *sc, const char *knob, int def)
3955 {
3956         char path[64];
3957
3958         snprintf(path, sizeof(path),
3959             "hw.vtnet.%d.%s", device_get_unit(sc->vtnet_dev), knob);
3960         TUNABLE_INT_FETCH(path, &def);
3961
3962         return (def);
3963 }