lib/librte_net/rte_ether.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #ifndef _RTE_ETHER_H_
   6 #define _RTE_ETHER_H_
   7
   8 /**
   9  * @file
  10  *
  11  * Ethernet Helpers in RTE
  12  */
  13
  14 #ifdef __cplusplus
  15 extern "C" {
  16 #endif
  17
  18 #include <stdint.h>
  19 #include <stdio.h>
  20
  21 #include <rte_memcpy.h>
  22 #include <rte_random.h>
  23 #include <rte_mbuf.h>
  24 #include <rte_byteorder.h>
  25
  26 #define RTE_ETHER_ADDR_LEN  6 /**< Length of Ethernet address. */
  27 #define RTE_ETHER_TYPE_LEN  2 /**< Length of Ethernet type field. */
  28 #define RTE_ETHER_CRC_LEN   4 /**< Length of Ethernet CRC. */
  29 #define RTE_ETHER_HDR_LEN   \
  30         (RTE_ETHER_ADDR_LEN * 2 + \
  31                 RTE_ETHER_TYPE_LEN) /**< Length of Ethernet header. */
  32 #define RTE_ETHER_MIN_LEN   64    /**< Minimum frame len, including CRC. */
  33 #define RTE_ETHER_MAX_LEN   1518  /**< Maximum frame len, including CRC. */
  34 #define RTE_ETHER_MTU       \
  35         (RTE_ETHER_MAX_LEN - RTE_ETHER_HDR_LEN - \
  36                 RTE_ETHER_CRC_LEN) /**< Ethernet MTU. */
  37
  38 #define RTE_ETHER_MAX_VLAN_FRAME_LEN \
  39         (RTE_ETHER_MAX_LEN + 4)
  40         /**< Maximum VLAN frame length, including CRC. */
  41
  42 #define RTE_ETHER_MAX_JUMBO_FRAME_LEN \
  43         0x3F00 /**< Maximum Jumbo frame length, including CRC. */
  44
  45 #define RTE_ETHER_MAX_VLAN_ID  4095 /**< Maximum VLAN ID. */
  46
  47 #define RTE_ETHER_MIN_MTU 68 /**< Minimum MTU for IPv4 packets, see RFC 791. */
  48
  49 /**
  50  * Ethernet address:
  51  * A universally administered address is uniquely assigned to a device by its
  52  * manufacturer. The first three octets (in transmission order) contain the
  53  * Organizationally Unique Identifier (OUI). The following three (MAC-48 and
  54  * EUI-48) octets are assigned by that organization with the only constraint
  55  * of uniqueness.
  56  * A locally administered address is assigned to a device by a network
  57  * administrator and does not contain OUIs.
  58  * See http://standards.ieee.org/regauth/groupmac/tutorial.html
  59  */
  60 struct rte_ether_addr {
  61         uint8_t addr_bytes[RTE_ETHER_ADDR_LEN]; /**< Addr bytes in tx order */
  62 } __attribute__((__packed__));
  63
  64 #define RTE_ETHER_LOCAL_ADMIN_ADDR 0x02 /**< Locally assigned Eth. address. */
  65 #define RTE_ETHER_GROUP_ADDR  0x01 /**< Multicast or broadcast Eth. address. */
  66
  67 /**
  68  * Check if two Ethernet addresses are the same.
  69  *
  70  * @param ea1
  71  *  A pointer to the first ether_addr structure containing
  72  *  the ethernet address.
  73  * @param ea2
  74  *  A pointer to the second ether_addr structure containing
  75  *  the ethernet address.
  76  *
  77  * @return
  78  *  True  (1) if the given two ethernet address are the same;
  79  *  False (0) otherwise.
  80  */
  81 static inline int rte_is_same_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea1,
  82                                      const struct rte_ether_addr *ea2)
  83 {
  84         const unaligned_uint16_t *w1 = (const uint16_t *)ea1;
  85         const unaligned_uint16_t *w2 = (const uint16_t *)ea2;
  86
  87         return ((w1[0] ^ w2[0]) | (w1[1] ^ w2[1]) | (w1[2] ^ w2[2])) == 0;
  88 }
  89
  90 /**
  91  * Check if an Ethernet address is filled with zeros.
  92  *
  93  * @param ea
  94  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
  95  *   to check.
  96  * @return
  97  *   True  (1) if the given ethernet address is filled with zeros;
  98  *   false (0) otherwise.
  99  */
 100 static inline int rte_is_zero_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 101 {
 102         const unaligned_uint16_t *w = (const uint16_t *)ea;
 103
 104         return (w[0] | w[1] | w[2]) == 0;
 105 }
 106
 107 /**
 108  * Check if an Ethernet address is a unicast address.
 109  *
 110  * @param ea
 111  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 112  *   to check.
 113  * @return
 114  *   True  (1) if the given ethernet address is a unicast address;
 115  *   false (0) otherwise.
 116  */
 117 static inline int rte_is_unicast_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 118 {
 119         return (ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_GROUP_ADDR) == 0;
 120 }
 121
 122 /**
 123  * Check if an Ethernet address is a multicast address.
 124  *
 125  * @param ea
 126  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 127  *   to check.
 128  * @return
 129  *   True  (1) if the given ethernet address is a multicast address;
 130  *   false (0) otherwise.
 131  */
 132 static inline int rte_is_multicast_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 133 {
 134         return ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_GROUP_ADDR;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * Check if an Ethernet address is a broadcast address.
 139  *
 140  * @param ea
 141  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 142  *   to check.
 143  * @return
 144  *   True  (1) if the given ethernet address is a broadcast address;
 145  *   false (0) otherwise.
 146  */
 147 static inline int rte_is_broadcast_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 148 {
 149         const unaligned_uint16_t *ea_words = (const unaligned_uint16_t *)ea;
 150
 151         return (ea_words[0] == 0xFFFF && ea_words[1] == 0xFFFF &&
 152                 ea_words[2] == 0xFFFF);
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Check if an Ethernet address is a universally assigned address.
 157  *
 158  * @param ea
 159  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 160  *   to check.
 161  * @return
 162  *   True  (1) if the given ethernet address is a universally assigned address;
 163  *   false (0) otherwise.
 164  */
 165 static inline int rte_is_universal_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 166 {
 167         return (ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_LOCAL_ADMIN_ADDR) == 0;
 168 }
 169
 170 /**
 171  * Check if an Ethernet address is a locally assigned address.
 172  *
 173  * @param ea
 174  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 175  *   to check.
 176  * @return
 177  *   True  (1) if the given ethernet address is a locally assigned address;
 178  *   false (0) otherwise.
 179  */
 180 static inline int rte_is_local_admin_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 181 {
 182         return (ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_LOCAL_ADMIN_ADDR) != 0;
 183 }
 184
 185 /**
 186  * Check if an Ethernet address is a valid address. Checks that the address is a
 187  * unicast address and is not filled with zeros.
 188  *
 189  * @param ea
 190  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 191  *   to check.
 192  * @return
 193  *   True  (1) if the given ethernet address is valid;
 194  *   false (0) otherwise.
 195  */
 196 static inline int rte_is_valid_assigned_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 197 {
 198         return rte_is_unicast_ether_addr(ea) && (!rte_is_zero_ether_addr(ea));
 199 }
 200
 201 /**
 202  * Generate a random Ethernet address that is locally administered
 203  * and not multicast.
 204  * @param addr
 205  *   A pointer to Ethernet address.
 206  */
 207 void
 208 rte_eth_random_addr(uint8_t *addr);
 209
 210 /**
 211  * Fast copy an Ethernet address.
 212  *
 213  * @param ea_from
 214  *   A pointer to a ether_addr structure holding the Ethernet address to copy.
 215  * @param ea_to
 216  *   A pointer to a ether_addr structure where to copy the Ethernet address.
 217  */
 218 static inline void rte_ether_addr_copy(const struct rte_ether_addr *ea_from,
 219                                    struct rte_ether_addr *ea_to)
 220 {
 221 #ifdef __INTEL_COMPILER
 222         uint16_t *from_words = (uint16_t *)(ea_from->addr_bytes);
 223         uint16_t *to_words   = (uint16_t *)(ea_to->addr_bytes);
 224
 225         to_words[0] = from_words[0];
 226         to_words[1] = from_words[1];
 227         to_words[2] = from_words[2];
 228 #else
 229         /*
 230          * Use the common way, because of a strange gcc warning.
 231          */
 232         *ea_to = *ea_from;
 233 #endif
 234 }
 235
 236 #define RTE_ETHER_ADDR_FMT_SIZE         18
 237 /**
 238  * Format 48bits Ethernet address in pattern xx:xx:xx:xx:xx:xx.
 239  *
 240  * @param buf
 241  *   A pointer to buffer contains the formatted MAC address.
 242  * @param size
 243  *   The format buffer size.
 244  * @param eth_addr
 245  *   A pointer to a ether_addr structure.
 246  */
 247 void
 248 rte_ether_format_addr(char *buf, uint16_t size,
 249                       const struct rte_ether_addr *eth_addr);
 250 /**
 251  * Convert string with Ethernet address to an ether_addr.
 252  *
 253  * @param str
 254  *   A pointer to buffer contains the formatted MAC address.
 255  * @param eth_addr
 256  *   A pointer to a ether_addr structure.
 257  * @return
 258  *   0 if successful
 259  *   -1 and sets rte_errno if invalid string
 260  */
 261 __rte_experimental
 262 int
 263 rte_ether_unformat_addr(const char *str, struct rte_ether_addr *eth_addr);
 264
 265 /**
 266  * Ethernet header: Contains the destination address, source address
 267  * and frame type.
 268  */
 269 struct rte_ether_hdr {
 270         struct rte_ether_addr d_addr; /**< Destination address. */
 271         struct rte_ether_addr s_addr; /**< Source address. */
 272         uint16_t ether_type;      /**< Frame type. */
 273 } __attribute__((__packed__));
 274
 275 /**
 276  * Ethernet VLAN Header.
 277  * Contains the 16-bit VLAN Tag Control Identifier and the Ethernet type
 278  * of the encapsulated frame.
 279  */
 280 struct rte_vlan_hdr {
 281         uint16_t vlan_tci; /**< Priority (3) + CFI (1) + Identifier Code (12) */
 282         uint16_t eth_proto;/**< Ethernet type of encapsulated frame. */
 283 } __attribute__((__packed__));
 284
 285 /**
 286  * VXLAN protocol header.
 287  * Contains the 8-bit flag, 24-bit VXLAN Network Identifier and
 288  * Reserved fields (24 bits and 8 bits)
 289  */
 290 struct rte_vxlan_hdr {
 291         uint32_t vx_flags; /**< flag (8) + Reserved (24). */
 292         uint32_t vx_vni;   /**< VNI (24) + Reserved (8). */
 293 } __attribute__((__packed__));
 294
 295 /* Ethernet frame types */
 296 #define RTE_ETHER_TYPE_IPV4 0x0800 /**< IPv4 Protocol. */
 297 #define RTE_ETHER_TYPE_IPV6 0x86DD /**< IPv6 Protocol. */
 298 #define RTE_ETHER_TYPE_ARP  0x0806 /**< Arp Protocol. */
 299 #define RTE_ETHER_TYPE_RARP 0x8035 /**< Reverse Arp Protocol. */
 300 #define RTE_ETHER_TYPE_VLAN 0x8100 /**< IEEE 802.1Q VLAN tagging. */
 301 #define RTE_ETHER_TYPE_QINQ 0x88A8 /**< IEEE 802.1ad QinQ tagging. */
 302 #define ETHER_TYPE_PPPOE_DISCOVERY 0x8863 /**< PPPoE Discovery Stage. */
 303 #define ETHER_TYPE_PPPOE_SESSION 0x8864 /**< PPPoE Session Stage. */
 304 #define RTE_ETHER_TYPE_ETAG 0x893F /**< IEEE 802.1BR E-Tag. */
 305 #define RTE_ETHER_TYPE_1588 0x88F7
 306         /**< IEEE 802.1AS 1588 Precise Time Protocol. */
 307 #define RTE_ETHER_TYPE_SLOW 0x8809 /**< Slow protocols (LACP and Marker). */
 308 #define RTE_ETHER_TYPE_TEB  0x6558 /**< Transparent Ethernet Bridging. */
 309 #define RTE_ETHER_TYPE_LLDP 0x88CC /**< LLDP Protocol. */
 310 #define RTE_ETHER_TYPE_MPLS 0x8847 /**< MPLS ethertype. */
 311 #define RTE_ETHER_TYPE_MPLSM 0x8848 /**< MPLS multicast ethertype. */
 312
 313 #define RTE_ETHER_VXLAN_HLEN \
 314         (sizeof(struct rte_udp_hdr) + sizeof(struct rte_vxlan_hdr))
 315         /**< VXLAN tunnel header length. */
 316
 317 /**
 318  * VXLAN-GPE protocol header (draft-ietf-nvo3-vxlan-gpe-05).
 319  * Contains the 8-bit flag, 8-bit next-protocol, 24-bit VXLAN Network
 320  * Identifier and Reserved fields (16 bits and 8 bits).
 321  */
 322 struct rte_vxlan_gpe_hdr {
 323         uint8_t vx_flags;    /**< flag (8). */
 324         uint8_t reserved[2]; /**< Reserved (16). */
 325         uint8_t proto;       /**< next-protocol (8). */
 326         uint32_t vx_vni;     /**< VNI (24) + Reserved (8). */
 327 } __attribute__((__packed__));
 328
 329 /* VXLAN-GPE next protocol types */
 330 #define RTE_VXLAN_GPE_TYPE_IPV4 1 /**< IPv4 Protocol. */
 331 #define RTE_VXLAN_GPE_TYPE_IPV6 2 /**< IPv6 Protocol. */
 332 #define RTE_VXLAN_GPE_TYPE_ETH  3 /**< Ethernet Protocol. */
 333 #define RTE_VXLAN_GPE_TYPE_NSH  4 /**< NSH Protocol. */
 334 #define RTE_VXLAN_GPE_TYPE_MPLS 5 /**< MPLS Protocol. */
 335 #define RTE_VXLAN_GPE_TYPE_GBP  6 /**< GBP Protocol. */
 336 #define RTE_VXLAN_GPE_TYPE_VBNG 7 /**< vBNG Protocol. */
 337
 338 #define RTE_ETHER_VXLAN_GPE_HLEN (sizeof(struct rte_udp_hdr) + \
 339                               sizeof(struct rte_vxlan_gpe_hdr))
 340 /**< VXLAN-GPE tunnel header length. */
 341
 342 /**
 343  * Extract VLAN tag information into mbuf
 344  *
 345  * Software version of VLAN stripping
 346  *
 347  * @param m
 348  *   The packet mbuf.
 349  * @return
 350  *   - 0: Success
 351  *   - 1: not a vlan packet
 352  */
 353 static inline int rte_vlan_strip(struct rte_mbuf *m)
 354 {
 355         struct rte_ether_hdr *eh
 356                  = rte_pktmbuf_mtod(m, struct rte_ether_hdr *);
 357         struct rte_vlan_hdr *vh;
 358
 359         if (eh->ether_type != rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_VLAN))
 360                 return -1;
 361
 362         vh = (struct rte_vlan_hdr *)(eh + 1);
 363         m->ol_flags |= PKT_RX_VLAN | PKT_RX_VLAN_STRIPPED;
 364         m->vlan_tci = rte_be_to_cpu_16(vh->vlan_tci);
 365
 366         /* Copy ether header over rather than moving whole packet */
 367         memmove(rte_pktmbuf_adj(m, sizeof(struct rte_vlan_hdr)),
 368                 eh, 2 * RTE_ETHER_ADDR_LEN);
 369
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 /**
 374  * Insert VLAN tag into mbuf.
 375  *
 376  * Software version of VLAN unstripping
 377  *
 378  * @param m
 379  *   The packet mbuf.
 380  * @return
 381  *   - 0: On success
 382  *   -EPERM: mbuf is is shared overwriting would be unsafe
 383  *   -ENOSPC: not enough headroom in mbuf
 384  */
 385 static inline int rte_vlan_insert(struct rte_mbuf **m)
 386 {
 387         struct rte_ether_hdr *oh, *nh;
 388         struct rte_vlan_hdr *vh;
 389
 390         /* Can't insert header if mbuf is shared */
 391         if (!RTE_MBUF_DIRECT(*m) || rte_mbuf_refcnt_read(*m) > 1)
 392                 return -EINVAL;
 393
 394         oh = rte_pktmbuf_mtod(*m, struct rte_ether_hdr *);
 395         nh = (struct rte_ether_hdr *)
 396                 rte_pktmbuf_prepend(*m, sizeof(struct rte_vlan_hdr));
 397         if (nh == NULL)
 398                 return -ENOSPC;
 399
 400         memmove(nh, oh, 2 * RTE_ETHER_ADDR_LEN);
 401         nh->ether_type = rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_VLAN);
 402
 403         vh = (struct rte_vlan_hdr *) (nh + 1);
 404         vh->vlan_tci = rte_cpu_to_be_16((*m)->vlan_tci);
 405
 406         (*m)->ol_flags &= ~(PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_TX_VLAN);
 407
 408         return 0;
 409 }
 410
 411 #ifdef __cplusplus
 412 }
 413 #endif
 414
 415 #endif /* _RTE_ETHER_H_ */