lib/librte_vhost/vhost.h

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #ifndef _VHOST_NET_CDEV_H_
  35 #define _VHOST_NET_CDEV_H_
  36 #include <stdint.h>
  37 #include <stdio.h>
  38 #include <sys/types.h>
  39 #include <sys/queue.h>
  40 #include <unistd.h>
  41 #include <linux/vhost.h>
  42
  43 #include <rte_log.h>
  44
  45 #include "rte_virtio_net.h"
  46
  47 /* Used to indicate that the device is running on a data core */
  48 #define VIRTIO_DEV_RUNNING 1
  49
  50 /* Backend value set by guest. */
  51 #define VIRTIO_DEV_STOPPED -1
  52
  53 #define BUF_VECTOR_MAX 256
  54
  55 /**
  56  * Structure contains buffer address, length and descriptor index
  57  * from vring to do scatter RX.
  58  */
  59 struct buf_vector {
  60         uint64_t buf_addr;
  61         uint32_t buf_len;
  62         uint32_t desc_idx;
  63 };
  64
  65 /*
  66  * A structure to hold some fields needed in zero copy code path,
  67  * mainly for associating an mbuf with the right desc_idx.
  68  */
  69 struct zcopy_mbuf {
  70         struct rte_mbuf *mbuf;
  71         uint32_t desc_idx;
  72         uint16_t in_use;
  73
  74         TAILQ_ENTRY(zcopy_mbuf) next;
  75 };
  76 TAILQ_HEAD(zcopy_mbuf_list, zcopy_mbuf);
  77
  78 /**
  79  * Structure contains variables relevant to RX/TX virtqueues.
  80  */
  81 struct vhost_virtqueue {
  82         struct vring_desc       *desc;
  83         struct vring_avail      *avail;
  84         struct vring_used       *used;
  85         uint32_t                size;
  86
  87         uint16_t                last_avail_idx;
  88         uint16_t                last_used_idx;
  89 #define VIRTIO_INVALID_EVENTFD          (-1)
  90 #define VIRTIO_UNINITIALIZED_EVENTFD    (-2)
  91
  92         /* Backend value to determine if device should started/stopped */
  93         int                     backend;
  94         /* Used to notify the guest (trigger interrupt) */
  95         int                     callfd;
  96         /* Currently unused as polling mode is enabled */
  97         int                     kickfd;
  98         int                     enabled;
  99
 100         /* Physical address of used ring, for logging */
 101         uint64_t                log_guest_addr;
 102
 103         uint16_t                nr_zmbuf;
 104         uint16_t                zmbuf_size;
 105         uint16_t                last_zmbuf_idx;
 106         struct zcopy_mbuf       *zmbufs;
 107         struct zcopy_mbuf_list  zmbuf_list;
 108
 109         struct vring_used_elem  *shadow_used_ring;
 110         uint16_t                shadow_used_idx;
 111 } __rte_cache_aligned;
 112
 113 /* Old kernels have no such macro defined */
 114 #ifndef VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE
 115  #define VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE 21
 116 #endif
 117
 118
 119 /*
 120  * Make an extra wrapper for VIRTIO_NET_F_MQ and
 121  * VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX as they are
 122  * introduced since kernel v3.8. This makes our
 123  * code buildable for older kernel.
 124  */
 125 #ifdef VIRTIO_NET_F_MQ
 126  #define VHOST_MAX_QUEUE_PAIRS          VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX
 127 #else
 128  #define VIRTIO_NET_F_MQ                22
 129  #define VHOST_MAX_QUEUE_PAIRS          0x8000
 130 #endif
 131
 132 /*
 133  * Define virtio 1.0 for older kernels
 134  */
 135 #ifndef VIRTIO_F_VERSION_1
 136  #define VIRTIO_F_VERSION_1 32
 137 #endif
 138
 139 struct guest_page {
 140         uint64_t guest_phys_addr;
 141         uint64_t host_phys_addr;
 142         uint64_t size;
 143 };
 144
 145 /**
 146  * Device structure contains all configuration information relating
 147  * to the device.
 148  */
 149 struct virtio_net {
 150         /* Frontend (QEMU) memory and memory region information */
 151         struct virtio_memory    *mem;
 152         uint64_t                features;
 153         uint64_t                protocol_features;
 154         int                     vid;
 155         uint32_t                flags;
 156         uint16_t                vhost_hlen;
 157         /* to tell if we need broadcast rarp packet */
 158         rte_atomic16_t          broadcast_rarp;
 159         uint32_t                virt_qp_nb;
 160         int                     dequeue_zero_copy;
 161         struct vhost_virtqueue  *virtqueue[VHOST_MAX_QUEUE_PAIRS * 2];
 162 #define IF_NAME_SZ (PATH_MAX > IFNAMSIZ ? PATH_MAX : IFNAMSIZ)
 163         char                    ifname[IF_NAME_SZ];
 164         uint64_t                log_size;
 165         uint64_t                log_base;
 166         uint64_t                log_addr;
 167         struct ether_addr       mac;
 168
 169         uint32_t                nr_guest_pages;
 170         uint32_t                max_guest_pages;
 171         struct guest_page       *guest_pages;
 172 } __rte_cache_aligned;
 173
 174 /**
 175  * Information relating to memory regions including offsets to
 176  * addresses in QEMUs memory file.
 177  */
 178 struct virtio_memory_region {
 179         uint64_t guest_phys_addr;
 180         uint64_t guest_user_addr;
 181         uint64_t host_user_addr;
 182         uint64_t size;
 183         void     *mmap_addr;
 184         uint64_t mmap_size;
 185         int fd;
 186 };
 187
 188
 189 /**
 190  * Memory structure includes region and mapping information.
 191  */
 192 struct virtio_memory {
 193         uint32_t nregions;
 194         struct virtio_memory_region regions[0];
 195 };
 196
 197
 198 /* Macros for printing using RTE_LOG */
 199 #define RTE_LOGTYPE_VHOST_CONFIG RTE_LOGTYPE_USER1
 200 #define RTE_LOGTYPE_VHOST_DATA   RTE_LOGTYPE_USER1
 201
 202 #ifdef RTE_LIBRTE_VHOST_DEBUG
 203 #define VHOST_MAX_PRINT_BUFF 6072
 204 #define LOG_LEVEL RTE_LOG_DEBUG
 205 #define LOG_DEBUG(log_type, fmt, args...) RTE_LOG(DEBUG, log_type, fmt, ##args)
 206 #define PRINT_PACKET(device, addr, size, header) do { \
 207         char *pkt_addr = (char *)(addr); \
 208         unsigned int index; \
 209         char packet[VHOST_MAX_PRINT_BUFF]; \
 210         \
 211         if ((header)) \
 212                 snprintf(packet, VHOST_MAX_PRINT_BUFF, "(%d) Header size %d: ", (device->vid), (size)); \
 213         else \
 214                 snprintf(packet, VHOST_MAX_PRINT_BUFF, "(%d) Packet size %d: ", (device->vid), (size)); \
 215         for (index = 0; index < (size); index++) { \
 216                 snprintf(packet + strnlen(packet, VHOST_MAX_PRINT_BUFF), VHOST_MAX_PRINT_BUFF - strnlen(packet, VHOST_MAX_PRINT_BUFF), \
 217                         "%02hhx ", pkt_addr[index]); \
 218         } \
 219         snprintf(packet + strnlen(packet, VHOST_MAX_PRINT_BUFF), VHOST_MAX_PRINT_BUFF - strnlen(packet, VHOST_MAX_PRINT_BUFF), "\n"); \
 220         \
 221         LOG_DEBUG(VHOST_DATA, "%s", packet); \
 222 } while (0)
 223 #else
 224 #define LOG_LEVEL RTE_LOG_INFO
 225 #define LOG_DEBUG(log_type, fmt, args...) do {} while (0)
 226 #define PRINT_PACKET(device, addr, size, header) do {} while (0)
 227 #endif
 228
 229 extern uint64_t VHOST_FEATURES;
 230 #define MAX_VHOST_DEVICE        1024
 231 extern struct virtio_net *vhost_devices[MAX_VHOST_DEVICE];
 232
 233 /* Convert guest physical Address to host virtual address */
 234 static inline uint64_t __attribute__((always_inline))
 235 gpa_to_vva(struct virtio_net *dev, uint64_t gpa)
 236 {
 237         struct virtio_memory_region *reg;
 238         uint32_t i;
 239
 240         for (i = 0; i < dev->mem->nregions; i++) {
 241                 reg = &dev->mem->regions[i];
 242                 if (gpa >= reg->guest_phys_addr &&
 243                     gpa <  reg->guest_phys_addr + reg->size) {
 244                         return gpa - reg->guest_phys_addr +
 245                                reg->host_user_addr;
 246                 }
 247         }
 248
 249         return 0;
 250 }
 251
 252 /* Convert guest physical address to host physical address */
 253 static inline phys_addr_t __attribute__((always_inline))
 254 gpa_to_hpa(struct virtio_net *dev, uint64_t gpa, uint64_t size)
 255 {
 256         uint32_t i;
 257         struct guest_page *page;
 258
 259         for (i = 0; i < dev->nr_guest_pages; i++) {
 260                 page = &dev->guest_pages[i];
 261
 262                 if (gpa >= page->guest_phys_addr &&
 263                     gpa + size < page->guest_phys_addr + page->size) {
 264                         return gpa - page->guest_phys_addr +
 265                                page->host_phys_addr;
 266                 }
 267         }
 268
 269         return 0;
 270 }
 271
 272 struct virtio_net_device_ops const *notify_ops;
 273 struct virtio_net *get_device(int vid);
 274
 275 int vhost_new_device(void);
 276 void cleanup_device(struct virtio_net *dev, int destroy);
 277 void reset_device(struct virtio_net *dev);
 278 void vhost_destroy_device(int);
 279
 280 int alloc_vring_queue_pair(struct virtio_net *dev, uint32_t qp_idx);
 281
 282 void vhost_set_ifname(int, const char *if_name, unsigned int if_len);
 283 void vhost_enable_dequeue_zero_copy(int vid);
 284
 285 /*
 286  * Backend-specific cleanup.
 287  *
 288  * TODO: fix it; we have one backend now
 289  */
 290 void vhost_backend_cleanup(struct virtio_net *dev);
 291
 292 #endif /* _VHOST_NET_CDEV_H_ */