lib/librte_vhost/rte_virtio_net.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 _VIRTIO_NET_H_
  35 #define _VIRTIO_NET_H_
  36
  37 /* Used to indicate that the device is running on a data core */
  38 #define VIRTIO_DEV_RUNNING 1
  39
  40 /* Backend value set by guest. */
  41 #define VIRTIO_DEV_STOPPED -1
  42
  43
  44 /* Enum for virtqueue management. */
  45 enum {VIRTIO_RXQ, VIRTIO_TXQ, VIRTIO_QNUM};
  46
  47 #define BUF_VECTOR_MAX 256
  48
  49 /*
  50  * Structure contains buffer address, length and descriptor index
  51  * from vring to do scatter RX.
  52 */
  53 struct buf_vector {
  54 uint64_t buf_addr;
  55 uint32_t buf_len;
  56 uint32_t desc_idx;
  57 };
  58
  59 /*
  60  * Structure contains variables relevant to TX/RX virtqueues.
  61  */
  62 struct vhost_virtqueue
  63 {
  64         struct vring_desc       *desc;                          /* Virtqueue descriptor ring. */
  65         struct vring_avail      *avail;                         /* Virtqueue available ring. */
  66         struct vring_used       *used;                          /* Virtqueue used ring. */
  67         uint32_t                        size;                           /* Size of descriptor ring. */
  68         uint32_t                        backend;                        /* Backend value to determine if device should started/stopped. */
  69         uint16_t                        vhost_hlen;                     /* Vhost header length (varies depending on RX merge buffers. */
  70         volatile uint16_t       last_used_idx;          /* Last index used on the available ring */
  71         volatile uint16_t       last_used_idx_res;      /* Used for multiple devices reserving buffers. */
  72         eventfd_t                       callfd;                         /* Currently unused as polling mode is enabled. */
  73         eventfd_t                       kickfd;                         /* Used to notify the guest (trigger interrupt). */
  74         /* Used for scatter RX. */
  75         struct buf_vector       buf_vec[BUF_VECTOR_MAX];
  76 } __rte_cache_aligned;
  77
  78 /*
  79  * Device structure contains all configuration information relating to the device.
  80  */
  81 struct virtio_net
  82 {
  83         struct vhost_virtqueue  *virtqueue[VIRTIO_QNUM];        /* Contains all virtqueue information. */
  84         struct virtio_memory    *mem;                                           /* QEMU memory and memory region information. */
  85         uint64_t                                features;                                       /* Negotiated feature set. */
  86         uint64_t                                device_fh;                                      /* device identifier. */
  87         uint32_t                                flags;                                          /* Device flags. Only used to check if device is running on data core. */
  88 } __rte_cache_aligned;
  89
  90 /*
  91  * Information relating to memory regions including offsets to addresses in QEMUs memory file.
  92  */
  93 struct virtio_memory_regions {
  94         uint64_t        guest_phys_address;             /* Base guest physical address of region. */
  95         uint64_t        guest_phys_address_end; /* End guest physical address of region. */
  96         uint64_t        memory_size;                    /* Size of region. */
  97         uint64_t        userspace_address;              /* Base userspace address of region. */
  98         uint64_t        address_offset;                 /* Offset of region for address translation. */
  99 };
 100
 101
 102 /*
 103  * Memory structure includes region and mapping information.
 104  */
 105 struct virtio_memory {
 106         uint64_t                        base_address;                   /* Base QEMU userspace address of the memory file. */
 107         uint64_t                        mapped_address;                 /* Mapped address of memory file base in our applications memory space. */
 108         uint64_t                        mapped_size;                    /* Total size of memory file. */
 109         uint32_t                        nregions;                               /* Number of memory regions. */
 110         /* Memory region information. */
 111         struct virtio_memory_regions      regions[0];
 112 };
 113
 114 /*
 115  * Device operations to add/remove device.
 116  */
 117 struct virtio_net_device_ops {
 118         int (* new_device)              (struct virtio_net *);  /* Add device. */
 119         void (* destroy_device) (volatile struct virtio_net *); /* Remove device. */
 120 };
 121
 122
 123 /**
 124  * Function to convert guest physical addresses to vhost virtual addresses.
 125  * This is used to convert guest virtio buffer addresses.
 126  */
 127 static inline uint64_t __attribute__((always_inline))
 128 gpa_to_vva(struct virtio_net *dev, uint64_t guest_pa)
 129 {
 130         struct virtio_memory_regions *region;
 131         uint32_t regionidx;
 132         uint64_t vhost_va = 0;
 133
 134         for (regionidx = 0; regionidx < dev->mem->nregions; regionidx++) {
 135                 region = &dev->mem->regions[regionidx];
 136                 if ((guest_pa >= region->guest_phys_address) &&
 137                         (guest_pa <= region->guest_phys_address_end)) {
 138                         vhost_va = region->address_offset + guest_pa;
 139                         break;
 140                 }
 141         }
 142         return vhost_va;
 143 }
 144
 145 /* Register vhost driver. dev_name could be different for multiple instance support. */
 146 int rte_vhost_driver_register(const char *dev_name);
 147
 148 /* Register callbacks. */
 149 int rte_vhost_driver_callback_register(struct virtio_net_device_ops const * const);
 150 /* Start vhost driver session blocking loop. */
 151 int rte_vhost_driver_session_start(void);
 152
 153 /**
 154  * This function adds buffers to the virtio devices RX virtqueue. Buffers can
 155  * be received from the physical port or from another virtual device. A packet
 156  * count is returned to indicate the number of packets that were succesfully
 157  * added to the RX queue.
 158  * @param queue_id
 159  *  virtio queue index in mq case
 160  * @return
 161  *  num of packets enqueued
 162  */
 163 uint16_t rte_vhost_enqueue_burst(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id,
 164         struct rte_mbuf **pkts, uint16_t count);
 165
 166 /**
 167  * This function gets guest buffers from the virtio device TX virtqueue,
 168  * construct host mbufs, copies guest buffer content to host mbufs and
 169  * store them in pkts to be processed.
 170  * @param mbuf_pool
 171  *  mbuf_pool where host mbuf is allocated.
 172  * @param queue_id
 173  *  virtio queue index in mq case.
 174  * @return
 175  *  num of packets dequeued
 176  */
 177 uint16_t rte_vhost_dequeue_burst(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id,
 178         struct rte_mempool *mbuf_pool, struct rte_mbuf **pkts, uint16_t count);
 179
 180 #endif /* _VIRTIO_NET_H_ */