lib/librte_kni/rte_kni.c

   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 RTE_EXEC_ENV_LINUXAPP
  35 #error "KNI is not supported"
  36 #endif
  37
  38 #include <string.h>
  39 #include <fcntl.h>
  40 #include <unistd.h>
  41 #include <sys/ioctl.h>
  42
  43 #include <rte_string_fns.h>
  44 #include <rte_ethdev.h>
  45 #include <rte_malloc.h>
  46 #include <rte_log.h>
  47 #include <rte_kni.h>
  48 #include <rte_memzone.h>
  49 #include <exec-env/rte_kni_common.h>
  50 #include "rte_kni_fifo.h"
  51
  52 #define MAX_MBUF_BURST_NUM            32
  53
  54 /* Maximum number of ring entries */
  55 #define KNI_FIFO_COUNT_MAX     1024
  56 #define KNI_FIFO_SIZE          (KNI_FIFO_COUNT_MAX * sizeof(void *) + \
  57                                         sizeof(struct rte_kni_fifo))
  58
  59 #define KNI_REQUEST_MBUF_NUM_MAX      32
  60
  61 #define KNI_MZ_CHECK(mz) do { if (mz) goto fail; } while (0)
  62
  63 /**
  64  * KNI context
  65  */
  66 struct rte_kni {
  67         char name[RTE_KNI_NAMESIZE];        /**< KNI interface name */
  68         uint16_t group_id;                  /**< Group ID of KNI devices */
  69         struct rte_mempool *pktmbuf_pool;   /**< pkt mbuf mempool */
  70         unsigned mbuf_size;                 /**< mbuf size */
  71
  72         struct rte_kni_fifo *tx_q;          /**< TX queue */
  73         struct rte_kni_fifo *rx_q;          /**< RX queue */
  74         struct rte_kni_fifo *alloc_q;       /**< Allocated mbufs queue */
  75         struct rte_kni_fifo *free_q;        /**< To be freed mbufs queue */
  76
  77         /* For request & response */
  78         struct rte_kni_fifo *req_q;         /**< Request queue */
  79         struct rte_kni_fifo *resp_q;        /**< Response queue */
  80         void * sync_addr;                   /**< Req/Resp Mem address */
  81
  82         struct rte_kni_ops ops;             /**< operations for request */
  83         uint8_t in_use : 1;                 /**< kni in use */
  84 };
  85
  86 enum kni_ops_status {
  87         KNI_REQ_NO_REGISTER = 0,
  88         KNI_REQ_REGISTERED,
  89 };
  90
  91 static void kni_free_mbufs(struct rte_kni *kni);
  92 static void kni_allocate_mbufs(struct rte_kni *kni);
  93
  94 static volatile int kni_fd = -1;
  95
  96 static const struct rte_memzone *
  97 kni_memzone_reserve(const char *name, size_t len, int socket_id,
  98                                                 unsigned flags)
  99 {
 100         const struct rte_memzone *mz = rte_memzone_lookup(name);
 101
 102         if (mz == NULL)
 103                 mz = rte_memzone_reserve(name, len, socket_id, flags);
 104
 105         return mz;
 106 }
 107
 108 /* It is deprecated and just for backward compatibility */
 109 struct rte_kni *
 110 rte_kni_create(uint8_t port_id,
 111                unsigned mbuf_size,
 112                struct rte_mempool *pktmbuf_pool,
 113                struct rte_kni_ops *ops)
 114 {
 115         struct rte_kni_conf conf;
 116         struct rte_eth_dev_info info;
 117
 118         memset(&info, 0, sizeof(info));
 119         memset(&conf, 0, sizeof(conf));
 120         rte_eth_dev_info_get(port_id, &info);
 121
 122         rte_snprintf(conf.name, sizeof(conf.name), "vEth%u", port_id);
 123         conf.addr = info.pci_dev->addr;
 124         conf.id = info.pci_dev->id;
 125         conf.group_id = (uint16_t)port_id;
 126         conf.mbuf_size = mbuf_size;
 127
 128         /* Save the port id for request handling */
 129         ops->port_id = port_id;
 130
 131         return rte_kni_alloc(pktmbuf_pool, &conf, ops);
 132 }
 133
 134 struct rte_kni *
 135 rte_kni_alloc(struct rte_mempool *pktmbuf_pool,
 136               const struct rte_kni_conf *conf,
 137               struct rte_kni_ops *ops)
 138 {
 139         int ret;
 140         struct rte_kni_device_info dev_info;
 141         struct rte_kni *ctx;
 142         char intf_name[RTE_KNI_NAMESIZE];
 143 #define OBJNAMSIZ 32
 144         char obj_name[OBJNAMSIZ];
 145         char mz_name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE];
 146         const struct rte_memzone *mz;
 147
 148         if (!pktmbuf_pool || !conf || !conf->name[0])
 149                 return NULL;
 150
 151         /* Check FD and open once */
 152         if (kni_fd < 0) {
 153                 kni_fd = open("/dev/" KNI_DEVICE, O_RDWR);
 154                 if (kni_fd < 0) {
 155                         RTE_LOG(ERR, KNI, "Can not open /dev/%s\n",
 156                                                         KNI_DEVICE);
 157                         return NULL;
 158                 }
 159         }
 160
 161         rte_snprintf(intf_name, RTE_KNI_NAMESIZE, conf->name);
 162         rte_snprintf(mz_name, RTE_MEMZONE_NAMESIZE, "KNI_INFO_%s", intf_name);
 163         mz = kni_memzone_reserve(mz_name, sizeof(struct rte_kni),
 164                                 SOCKET_ID_ANY, 0);
 165         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 166         ctx = mz->addr;
 167
 168         if (ctx->in_use) {
 169                 RTE_LOG(ERR, KNI, "KNI %s is in use\n", ctx->name);
 170                 goto fail;
 171         }
 172         memset(ctx, 0, sizeof(struct rte_kni));
 173         if (ops)
 174                 memcpy(&ctx->ops, ops, sizeof(struct rte_kni_ops));
 175
 176         memset(&dev_info, 0, sizeof(dev_info));
 177         dev_info.bus = conf->addr.bus;
 178         dev_info.devid = conf->addr.devid;
 179         dev_info.function = conf->addr.function;
 180         dev_info.vendor_id = conf->id.vendor_id;
 181         dev_info.device_id = conf->id.device_id;
 182         dev_info.core_id = conf->core_id;
 183         dev_info.force_bind = conf->force_bind;
 184         dev_info.group_id = conf->group_id;
 185         dev_info.mbuf_size = conf->mbuf_size;
 186
 187         rte_snprintf(ctx->name, RTE_KNI_NAMESIZE, intf_name);
 188         rte_snprintf(dev_info.name, RTE_KNI_NAMESIZE, intf_name);
 189
 190         RTE_LOG(INFO, KNI, "pci: %02x:%02x:%02x \t %02x:%02x\n",
 191                 dev_info.bus, dev_info.devid, dev_info.function,
 192                         dev_info.vendor_id, dev_info.device_id);
 193
 194         /* TX RING */
 195         rte_snprintf(obj_name, OBJNAMSIZ, "kni_tx_%s", intf_name);
 196         mz = kni_memzone_reserve(obj_name, KNI_FIFO_SIZE, SOCKET_ID_ANY, 0);
 197         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 198         ctx->tx_q = mz->addr;
 199         kni_fifo_init(ctx->tx_q, KNI_FIFO_COUNT_MAX);
 200         dev_info.tx_phys = mz->phys_addr;
 201
 202         /* RX RING */
 203         rte_snprintf(obj_name, OBJNAMSIZ, "kni_rx_%s", intf_name);
 204         mz = kni_memzone_reserve(obj_name, KNI_FIFO_SIZE, SOCKET_ID_ANY, 0);
 205         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 206         ctx->rx_q = mz->addr;
 207         kni_fifo_init(ctx->rx_q, KNI_FIFO_COUNT_MAX);
 208         dev_info.rx_phys = mz->phys_addr;
 209
 210         /* ALLOC RING */
 211         rte_snprintf(obj_name, OBJNAMSIZ, "kni_alloc_%s", intf_name);
 212         mz = kni_memzone_reserve(obj_name, KNI_FIFO_SIZE, SOCKET_ID_ANY, 0);
 213         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 214         ctx->alloc_q = mz->addr;
 215         kni_fifo_init(ctx->alloc_q, KNI_FIFO_COUNT_MAX);
 216         dev_info.alloc_phys = mz->phys_addr;
 217
 218         /* FREE RING */
 219         rte_snprintf(obj_name, OBJNAMSIZ, "kni_free_%s", intf_name);
 220         mz = kni_memzone_reserve(obj_name, KNI_FIFO_SIZE, SOCKET_ID_ANY, 0);
 221         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 222         ctx->free_q = mz->addr;
 223         kni_fifo_init(ctx->free_q, KNI_FIFO_COUNT_MAX);
 224         dev_info.free_phys = mz->phys_addr;
 225
 226         /* Request RING */
 227         rte_snprintf(obj_name, OBJNAMSIZ, "kni_req_%s", intf_name);
 228         mz = kni_memzone_reserve(obj_name, KNI_FIFO_SIZE, SOCKET_ID_ANY, 0);
 229         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 230         ctx->req_q = mz->addr;
 231         kni_fifo_init(ctx->req_q, KNI_FIFO_COUNT_MAX);
 232         dev_info.req_phys = mz->phys_addr;
 233
 234         /* Response RING */
 235         rte_snprintf(obj_name, OBJNAMSIZ, "kni_resp_%s", intf_name);
 236         mz = kni_memzone_reserve(obj_name, KNI_FIFO_SIZE, SOCKET_ID_ANY, 0);
 237         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 238         ctx->resp_q = mz->addr;
 239         kni_fifo_init(ctx->resp_q, KNI_FIFO_COUNT_MAX);
 240         dev_info.resp_phys = mz->phys_addr;
 241
 242         /* Req/Resp sync mem area */
 243         rte_snprintf(obj_name, OBJNAMSIZ, "kni_sync_%s", intf_name);
 244         mz = kni_memzone_reserve(obj_name, KNI_FIFO_SIZE, SOCKET_ID_ANY, 0);
 245         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 246         ctx->sync_addr = mz->addr;
 247         dev_info.sync_va = mz->addr;
 248         dev_info.sync_phys = mz->phys_addr;
 249
 250         /* MBUF mempool */
 251         rte_snprintf(mz_name, sizeof(mz_name), "MP_%s", pktmbuf_pool->name);
 252         mz = rte_memzone_lookup(mz_name);
 253         KNI_MZ_CHECK(mz == NULL);
 254         dev_info.mbuf_va = mz->addr;
 255         dev_info.mbuf_phys = mz->phys_addr;
 256         ctx->pktmbuf_pool = pktmbuf_pool;
 257         ctx->group_id = conf->group_id;
 258         ctx->mbuf_size = conf->mbuf_size;
 259
 260         ret = ioctl(kni_fd, RTE_KNI_IOCTL_CREATE, &dev_info);
 261         KNI_MZ_CHECK(ret < 0);
 262
 263         ctx->in_use = 1;
 264
 265         return ctx;
 266
 267 fail:
 268
 269         return NULL;
 270 }
 271
 272 static void
 273 kni_free_fifo(struct rte_kni_fifo *fifo)
 274 {
 275         int ret;
 276         struct rte_mbuf *pkt;
 277
 278         do {
 279                 ret = kni_fifo_get(fifo, (void **)&pkt, 1);
 280                 if (ret)
 281                         rte_pktmbuf_free(pkt);
 282         } while (ret);
 283 }
 284
 285 int
 286 rte_kni_release(struct rte_kni *kni)
 287 {
 288         struct rte_kni_device_info dev_info;
 289
 290         if (!kni || !kni->in_use)
 291                 return -1;
 292
 293         rte_snprintf(dev_info.name, sizeof(dev_info.name), kni->name);
 294         if (ioctl(kni_fd, RTE_KNI_IOCTL_RELEASE, &dev_info) < 0) {
 295                 RTE_LOG(ERR, KNI, "Fail to release kni device\n");
 296                 return -1;
 297         }
 298
 299         /* mbufs in all fifo should be released, except request/response */
 300         kni_free_fifo(kni->tx_q);
 301         kni_free_fifo(kni->rx_q);
 302         kni_free_fifo(kni->alloc_q);
 303         kni_free_fifo(kni->free_q);
 304         memset(kni, 0, sizeof(struct rte_kni));
 305
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 int
 310 rte_kni_handle_request(struct rte_kni *kni)
 311 {
 312         unsigned ret;
 313         struct rte_kni_request *req;
 314
 315         if (kni == NULL)
 316                 return -1;
 317
 318         /* Get request mbuf */
 319         ret = kni_fifo_get(kni->req_q, (void **)&req, 1);
 320         if (ret != 1)
 321                 return 0; /* It is OK of can not getting the request mbuf */
 322
 323         if (req != kni->sync_addr) {
 324                 rte_panic("Wrong req pointer %p\n", req);
 325         }
 326
 327         /* Analyze the request and call the relevant actions for it */
 328         switch (req->req_id) {
 329         case RTE_KNI_REQ_CHANGE_MTU: /* Change MTU */
 330                 if (kni->ops.change_mtu)
 331                         req->result = kni->ops.change_mtu(kni->ops.port_id,
 332                                                         req->new_mtu);
 333                 break;
 334         case RTE_KNI_REQ_CFG_NETWORK_IF: /* Set network interface up/down */
 335                 if (kni->ops.config_network_if)
 336                         req->result = kni->ops.config_network_if(\
 337                                         kni->ops.port_id, req->if_up);
 338                 break;
 339         default:
 340                 RTE_LOG(ERR, KNI, "Unknown request id %u\n", req->req_id);
 341                 req->result = -EINVAL;
 342                 break;
 343         }
 344
 345         /* Construct response mbuf and put it back to resp_q */
 346         ret = kni_fifo_put(kni->resp_q, (void **)&req, 1);
 347         if (ret != 1) {
 348                 RTE_LOG(ERR, KNI, "Fail to put the muf back to resp_q\n");
 349                 return -1; /* It is an error of can't putting the mbuf back */
 350         }
 351
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 unsigned
 356 rte_kni_tx_burst(struct rte_kni *kni, struct rte_mbuf **mbufs, unsigned num)
 357 {
 358         unsigned ret = kni_fifo_put(kni->rx_q, (void **)mbufs, num);
 359
 360         /* Get mbufs from free_q and then free them */
 361         kni_free_mbufs(kni);
 362
 363         return ret;
 364 }
 365
 366 unsigned
 367 rte_kni_rx_burst(struct rte_kni *kni, struct rte_mbuf **mbufs, unsigned num)
 368 {
 369         unsigned ret = kni_fifo_get(kni->tx_q, (void **)mbufs, num);
 370
 371         /* Allocate mbufs and then put them into alloc_q */
 372         kni_allocate_mbufs(kni);
 373
 374         return ret;
 375 }
 376
 377 static void
 378 kni_free_mbufs(struct rte_kni *kni)
 379 {
 380         int i, ret;
 381         struct rte_mbuf *pkts[MAX_MBUF_BURST_NUM];
 382
 383         ret = kni_fifo_get(kni->free_q, (void **)pkts, MAX_MBUF_BURST_NUM);
 384         if (likely(ret > 0)) {
 385                 for (i = 0; i < ret; i++)
 386                         rte_pktmbuf_free(pkts[i]);
 387         }
 388 }
 389
 390 static void
 391 kni_allocate_mbufs(struct rte_kni *kni)
 392 {
 393         int i, ret;
 394         struct rte_mbuf *pkts[MAX_MBUF_BURST_NUM];
 395
 396         /* Check if pktmbuf pool has been configured */
 397         if (kni->pktmbuf_pool == NULL) {
 398                 RTE_LOG(ERR, KNI, "No valid mempool for allocating mbufs\n");
 399                 return;
 400         }
 401
 402         for (i = 0; i < MAX_MBUF_BURST_NUM; i++) {
 403                 pkts[i] = rte_pktmbuf_alloc(kni->pktmbuf_pool);
 404                 if (unlikely(pkts[i] == NULL)) {
 405                         /* Out of memory */
 406                         RTE_LOG(ERR, KNI, "Out of memory\n");
 407                         break;
 408                 }
 409         }
 410
 411         /* No pkt mbuf alocated */
 412         if (i <= 0)
 413                 return;
 414
 415         ret = kni_fifo_put(kni->alloc_q, (void **)pkts, i);
 416
 417         /* Check if any mbufs not put into alloc_q, and then free them */
 418         if (ret >= 0 && ret < i && ret < MAX_MBUF_BURST_NUM) {
 419                 int j;
 420
 421                 for (j = ret; j < i; j++)
 422                         rte_pktmbuf_free(pkts[j]);
 423         }
 424 }
 425
 426 /* It is deprecated and just for backward compatibility */
 427 uint8_t
 428 rte_kni_get_port_id(struct rte_kni *kni)
 429 {
 430         if (!kni)
 431                 return ~0x0;
 432
 433         return kni->ops.port_id;
 434 }
 435
 436 struct rte_kni *
 437 rte_kni_get(const char *name)
 438 {
 439         struct rte_kni *kni;
 440         const struct rte_memzone *mz;
 441         char mz_name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE];
 442
 443         if (!name || !name[0])
 444                 return NULL;
 445
 446         rte_snprintf(mz_name, RTE_MEMZONE_NAMESIZE, "KNI_INFO_%s", name);
 447         mz = rte_memzone_lookup(mz_name);
 448         if (!mz)
 449                 return NULL;
 450
 451         kni = mz->addr;
 452         if (!kni->in_use)
 453                 return NULL;
 454
 455         return kni;
 456 }
 457
 458 /*
 459  * It is deprecated and just for backward compatibility.
 460  */
 461 struct rte_kni *
 462 rte_kni_info_get(uint8_t port_id)
 463 {
 464         char name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE];
 465
 466         if (port_id >= RTE_MAX_ETHPORTS)
 467                 return NULL;
 468
 469         rte_snprintf(name, RTE_MEMZONE_NAMESIZE, "vEth%u", port_id);
 470
 471         return rte_kni_get(name);
 472 }
 473
 474 static enum kni_ops_status
 475 kni_check_request_register(struct rte_kni_ops *ops)
 476 {
 477         /* check if KNI request ops has been registered*/
 478         if( NULL == ops )
 479                 return KNI_REQ_NO_REGISTER;
 480
 481         if((NULL == ops->change_mtu) && (NULL == ops->config_network_if))
 482                 return KNI_REQ_NO_REGISTER;
 483
 484         return KNI_REQ_REGISTERED;
 485 }
 486
 487 int
 488 rte_kni_register_handlers(struct rte_kni *kni,struct rte_kni_ops *ops)
 489 {
 490         enum kni_ops_status req_status;
 491
 492         if (NULL == ops) {
 493                 RTE_LOG(ERR, KNI, "Invalid KNI request operation.\n");
 494                 return -1;
 495         }
 496
 497         if (NULL == kni) {
 498                 RTE_LOG(ERR, KNI, "Invalid kni info.\n");
 499                 return -1;
 500         }
 501
 502         req_status = kni_check_request_register(&kni->ops);
 503         if ( KNI_REQ_REGISTERED == req_status) {
 504                 RTE_LOG(ERR, KNI, "The KNI request operation"
 505                                         "has already registered.\n");
 506                 return -1;
 507         }
 508
 509         memcpy(&kni->ops, ops, sizeof(struct rte_kni_ops));
 510         return 0;
 511 }
 512
 513 int
 514 rte_kni_unregister_handlers(struct rte_kni *kni)
 515 {
 516         if (NULL == kni) {
 517                 RTE_LOG(ERR, KNI, "Invalid kni info.\n");
 518                 return -1;
 519         }
 520
 521         kni->ops.change_mtu = NULL;
 522         kni->ops.config_network_if = NULL;
 523         return 0;
 524 }