vhost: introduce API to start a specific driver
[dpdk.git] / lib / librte_vhost / rte_virtio_net.h
index 0427461..fd9cbb0 100644 (file)
 #include <stdint.h>
 #include <linux/vhost.h>
 #include <linux/virtio_ring.h>
-#include <linux/virtio_net.h>
 #include <sys/eventfd.h>
-#include <sys/socket.h>
-#include <linux/if.h>
 
 #include <rte_memory.h>
 #include <rte_mempool.h>
-#include <rte_ether.h>
 
-struct rte_mbuf;
+#define RTE_VHOST_USER_CLIENT          (1ULL << 0)
+#define RTE_VHOST_USER_NO_RECONNECT    (1ULL << 1)
+#define RTE_VHOST_USER_DEQUEUE_ZERO_COPY       (1ULL << 2)
 
-#define VHOST_MEMORY_MAX_NREGIONS 8
-
-/* Used to indicate that the device is running on a data core */
-#define VIRTIO_DEV_RUNNING 1
-
-/* Backend value set by guest. */
-#define VIRTIO_DEV_STOPPED -1
+/**
+ * Information relating to memory regions including offsets to
+ * addresses in QEMUs memory file.
+ */
+struct rte_vhost_mem_region {
+       uint64_t guest_phys_addr;
+       uint64_t guest_user_addr;
+       uint64_t host_user_addr;
+       uint64_t size;
+       void     *mmap_addr;
+       uint64_t mmap_size;
+       int fd;
+};
 
+/**
+ * Memory structure includes region and mapping information.
+ */
+struct rte_vhost_memory {
+       uint32_t nregions;
+       struct rte_vhost_mem_region regions[0];
+};
 
-/* Enum for virtqueue management. */
-enum {VIRTIO_RXQ, VIRTIO_TXQ, VIRTIO_QNUM};
+struct rte_vhost_vring {
+       struct vring_desc       *desc;
+       struct vring_avail      *avail;
+       struct vring_used       *used;
+       uint64_t                log_guest_addr;
 
-#define BUF_VECTOR_MAX 256
+       int                     callfd;
+       int                     kickfd;
+       uint16_t                size;
+};
 
 /**
- * Structure contains buffer address, length and descriptor index
- * from vring to do scatter RX.
+ * Device and vring operations.
  */
-struct buf_vector {
-       uint64_t buf_addr;
-       uint32_t buf_len;
-       uint32_t desc_idx;
+struct vhost_device_ops {
+       int (*new_device)(int vid);             /**< Add device. */
+       void (*destroy_device)(int vid);        /**< Remove device. */
+
+       int (*vring_state_changed)(int vid, uint16_t queue_id, int enable);     /**< triggered when a vring is enabled or disabled */
+
+       /**
+        * Features could be changed after the feature negotiation.
+        * For example, VHOST_F_LOG_ALL will be set/cleared at the
+        * start/end of live migration, respectively. This callback
+        * is used to inform the application on such change.
+        */
+       int (*features_changed)(int vid, uint64_t features);
+
+       void *reserved[4]; /**< Reserved for future extension */
 };
 
 /**
- * Structure contains variables relevant to RX/TX virtqueues.
- */
-struct vhost_virtqueue {
-       struct vring_desc       *desc;                  /**< Virtqueue descriptor ring. */
-       struct vring_avail      *avail;                 /**< Virtqueue available ring. */
-       struct vring_used       *used;                  /**< Virtqueue used ring. */
-       uint32_t                size;                   /**< Size of descriptor ring. */
-       int                     backend;                /**< Backend value to determine if device should started/stopped. */
-       uint16_t                vhost_hlen;             /**< Vhost header length (varies depending on RX merge buffers. */
-       volatile uint16_t       last_used_idx;          /**< Last index used on the available ring */
-       volatile uint16_t       last_used_idx_res;      /**< Used for multiple devices reserving buffers. */
-#define VIRTIO_INVALID_EVENTFD         (-1)
-#define VIRTIO_UNINITIALIZED_EVENTFD   (-2)
-       int                     callfd;                 /**< Used to notify the guest (trigger interrupt). */
-       int                     kickfd;                 /**< Currently unused as polling mode is enabled. */
-       int                     enabled;
-       uint64_t                log_guest_addr;         /**< Physical address of used ring, for logging */
-       uint64_t                reserved[15];           /**< Reserve some spaces for future extension. */
-       struct buf_vector       buf_vec[BUF_VECTOR_MAX];        /**< for scatter RX. */
-} __rte_cache_aligned;
-
-/* Old kernels have no such macro defined */
-#ifndef VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE
- #define VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE 21
-#endif
-
-
-/*
- * Make an extra wrapper for VIRTIO_NET_F_MQ and
- * VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX as they are
- * introduced since kernel v3.8. This makes our
- * code buildable for older kernel.
+ * Convert guest physical address to host virtual address
+ *
+ * @param mem
+ *  the guest memory regions
+ * @param gpa
+ *  the guest physical address for querying
+ * @return
+ *  the host virtual address on success, 0 on failure
  */
-#ifdef VIRTIO_NET_F_MQ
- #define VHOST_MAX_QUEUE_PAIRS VIRTIO_NET_CTRL_MQ_VQ_PAIRS_MAX
- #define VHOST_SUPPORTS_MQ     (1ULL << VIRTIO_NET_F_MQ)
-#else
- #define VHOST_MAX_QUEUE_PAIRS 1
- #define VHOST_SUPPORTS_MQ     0
-#endif
-
-/*
- * Define virtio 1.0 for older kernels
+static inline uint64_t __attribute__((always_inline))
+rte_vhost_gpa_to_vva(struct rte_vhost_memory *mem, uint64_t gpa)
+{
+       struct rte_vhost_mem_region *reg;
+       uint32_t i;
+
+       for (i = 0; i < mem->nregions; i++) {
+               reg = &mem->regions[i];
+               if (gpa >= reg->guest_phys_addr &&
+                   gpa <  reg->guest_phys_addr + reg->size) {
+                       return gpa - reg->guest_phys_addr +
+                              reg->host_user_addr;
+               }
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+#define RTE_VHOST_NEED_LOG(features)   ((features) & (1ULL << VHOST_F_LOG_ALL))
+
+/**
+ * Log the memory write start with given address.
+ *
+ * This function only need be invoked when the live migration starts.
+ * Therefore, we won't need call it at all in the most of time. For
+ * making the performance impact be minimum, it's suggested to do a
+ * check before calling it:
+ *
+ *        if (unlikely(RTE_VHOST_NEED_LOG(features)))
+ *                rte_vhost_log_write(vid, addr, len);
+ *
+ * @param vid
+ *  vhost device ID
+ * @param addr
+ *  the starting address for write
+ * @param len
+ *  the length to write
  */
-#ifndef VIRTIO_F_VERSION_1
- #define VIRTIO_F_VERSION_1 32
-#endif
+void rte_vhost_log_write(int vid, uint64_t addr, uint64_t len);
 
 /**
- * Device structure contains all configuration information relating to the device.
+ * Log the used ring update start at given offset.
+ *
+ * Same as rte_vhost_log_write, it's suggested to do a check before
+ * calling it:
+ *
+ *        if (unlikely(RTE_VHOST_NEED_LOG(features)))
+ *                rte_vhost_log_used_vring(vid, vring_idx, offset, len);
+ *
+ * @param vid
+ *  vhost device ID
+ * @param vring_idx
+ *  the vring index
+ * @param offset
+ *  the offset inside the used ring
+ * @param len
+ *  the length to write
  */
-struct virtio_net {
-       struct virtio_memory    *mem;           /**< QEMU memory and memory region information. */
-       uint64_t                features;       /**< Negotiated feature set. */
-       uint64_t                protocol_features;      /**< Negotiated protocol feature set. */
-       int                     vid;            /**< device identifier. */
-       uint32_t                flags;          /**< Device flags. Only used to check if device is running on data core. */
-#define IF_NAME_SZ (PATH_MAX > IFNAMSIZ ? PATH_MAX : IFNAMSIZ)
-       char                    ifname[IF_NAME_SZ];     /**< Name of the tap device or socket path. */
-       uint32_t                virt_qp_nb;     /**< number of queue pair we have allocated */
-       void                    *priv;          /**< private context */
-       uint64_t                log_size;       /**< Size of log area */
-       uint64_t                log_base;       /**< Where dirty pages are logged */
-       struct ether_addr       mac;            /**< MAC address */
-       rte_atomic16_t          broadcast_rarp; /**< A flag to tell if we need broadcast rarp packet */
-       uint64_t                reserved[61];   /**< Reserve some spaces for future extension. */
-       struct vhost_virtqueue  *virtqueue[VHOST_MAX_QUEUE_PAIRS * 2];  /**< Contains all virtqueue information. */
-} __rte_cache_aligned;
+void rte_vhost_log_used_vring(int vid, uint16_t vring_idx,
+                             uint64_t offset, uint64_t len);
+
+int rte_vhost_enable_guest_notification(int vid, uint16_t queue_id, int enable);
 
 /**
- * Information relating to memory regions including offsets to addresses in QEMUs memory file.
+ * Register vhost driver. path could be different for multiple
+ * instance support.
  */
-struct virtio_memory_regions {
-       uint64_t        guest_phys_address;     /**< Base guest physical address of region. */
-       uint64_t        guest_phys_address_end; /**< End guest physical address of region. */
-       uint64_t        memory_size;            /**< Size of region. */
-       uint64_t        userspace_address;      /**< Base userspace address of region. */
-       uint64_t        address_offset;         /**< Offset of region for address translation. */
-};
+int rte_vhost_driver_register(const char *path, uint64_t flags);
 
+/* Unregister vhost driver. This is only meaningful to vhost user. */
+int rte_vhost_driver_unregister(const char *path);
 
 /**
- * Memory structure includes region and mapping information.
+ * Set the feature bits the vhost-user driver supports.
+ *
+ * @param path
+ *  The vhost-user socket file path
+ * @param features
+ *  Supported features
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
  */
-struct virtio_memory {
-       uint64_t        base_address;   /**< Base QEMU userspace address of the memory file. */
-       uint64_t        mapped_address; /**< Mapped address of memory file base in our applications memory space. */
-       uint64_t        mapped_size;    /**< Total size of memory file. */
-       uint32_t        nregions;       /**< Number of memory regions. */
-       struct virtio_memory_regions      regions[0]; /**< Memory region information. */
-};
+int rte_vhost_driver_set_features(const char *path, uint64_t features);
 
 /**
- * Device and vring operations.
+ * Enable vhost-user driver features.
  *
- * Make sure to set VIRTIO_DEV_RUNNING to the device flags in new_device and
- * remove it in destroy_device.
+ * Note that
+ * - the param features should be a subset of the feature bits provided
+ *   by rte_vhost_driver_set_features().
+ * - it must be invoked before vhost-user negotiation starts.
  *
+ * @param path
+ *  The vhost-user socket file path
+ * @param features
+ *  Features to enable
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
  */
-struct virtio_net_device_ops {
-       int (*new_device)(struct virtio_net *); /**< Add device. */
-       void (*destroy_device)(volatile struct virtio_net *);   /**< Remove device. */
-
-       int (*vring_state_changed)(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id, int enable);      /**< triggered when a vring is enabled or disabled */
-};
+int rte_vhost_driver_enable_features(const char *path, uint64_t features);
 
 /**
- * Function to convert guest physical addresses to vhost virtual addresses.
- * This is used to convert guest virtio buffer addresses.
+ * Disable vhost-user driver features.
+ *
+ * The two notes at rte_vhost_driver_enable_features() also apply here.
+ *
+ * @param path
+ *  The vhost-user socket file path
+ * @param features
+ *  Features to disable
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
  */
-static inline uint64_t __attribute__((always_inline))
-gpa_to_vva(struct virtio_net *dev, uint64_t guest_pa)
-{
-       struct virtio_memory_regions *region;
-       uint32_t regionidx;
-       uint64_t vhost_va = 0;
-
-       for (regionidx = 0; regionidx < dev->mem->nregions; regionidx++) {
-               region = &dev->mem->regions[regionidx];
-               if ((guest_pa >= region->guest_phys_address) &&
-                       (guest_pa <= region->guest_phys_address_end)) {
-                       vhost_va = region->address_offset + guest_pa;
-                       break;
-               }
-       }
-       return vhost_va;
-}
-
+int rte_vhost_driver_disable_features(const char *path, uint64_t features);
 
 /**
- *  Disable features in feature_mask. Returns 0 on success.
+ * Get the feature bits before feature negotiation.
+ *
+ * @param path
+ *  The vhost-user socket file path
+ * @param features
+ *  A pointer to store the queried feature bits
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
  */
-int rte_vhost_feature_disable(uint64_t feature_mask);
+int rte_vhost_driver_get_features(const char *path, uint64_t *features);
 
 /**
- *  Enable features in feature_mask. Returns 0 on success.
+ * Get the feature bits after negotiation
+ *
+ * @param vid
+ *  Vhost device ID
+ * @param features
+ *  A pointer to store the queried feature bits
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
  */
-int rte_vhost_feature_enable(uint64_t feature_mask);
-
-/* Returns currently supported vhost features */
-uint64_t rte_vhost_feature_get(void);
+int rte_vhost_get_negotiated_features(int vid, uint64_t *features);
 
-int rte_vhost_enable_guest_notification(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id, int enable);
-
-/* Register vhost driver. dev_name could be different for multiple instance support. */
-int rte_vhost_driver_register(const char *dev_name);
+/* Register callbacks. */
+int rte_vhost_driver_callback_register(const char *path,
+       struct vhost_device_ops const * const ops);
 
-/* Unregister vhost driver. This is only meaningful to vhost user. */
-int rte_vhost_driver_unregister(const char *dev_name);
+/**
+ *
+ * Start the vhost-user driver.
+ *
+ * This function triggers the vhost-user negotiation.
+ *
+ * @param path
+ *  The vhost-user socket file path
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
+ */
+int rte_vhost_driver_start(const char *path);
 
-/* Register callbacks. */
-int rte_vhost_driver_callback_register(struct virtio_net_device_ops const * const);
-/* Start vhost driver session blocking loop. */
-int rte_vhost_driver_session_start(void);
+/**
+ * Get the MTU value of the device if set in QEMU.
+ *
+ * @param vid
+ *  virtio-net device ID
+ * @param mtu
+ *  The variable to store the MTU value
+ *
+ * @return
+ *  0: success
+ *  -EAGAIN: device not yet started
+ *  -ENOTSUP: device does not support MTU feature
+ */
+int rte_vhost_get_mtu(int vid, uint16_t *mtu);
 
 /**
  * Get the numa node from which the virtio net device's memory
  * is allocated.
  *
  * @param vid
- *  virtio-net device ID
+ *  vhost device ID
  *
  * @return
  *  The numa node, -1 on failure
@@ -246,23 +298,39 @@ int rte_vhost_driver_session_start(void);
 int rte_vhost_get_numa_node(int vid);
 
 /**
+ * @deprecated
  * Get the number of queues the device supports.
  *
+ * Note this function is deprecated, as it returns a queue pair number,
+ * which is vhost specific. Instead, rte_vhost_get_vring_num should
+ * be used.
+ *
  * @param vid
- *  virtio-net device ID
+ *  vhost device ID
  *
  * @return
  *  The number of queues, 0 on failure
  */
+__rte_deprecated
 uint32_t rte_vhost_get_queue_num(int vid);
 
 /**
- * Get the virtio net device's ifname. For vhost-cuse, ifname is the
- * path of the char device. For vhost-user, ifname is the vhost-user
- * socket file path.
+ * Get the number of vrings the device supports.
  *
  * @param vid
- *  virtio-net device ID
+ *  vhost device ID
+ *
+ * @return
+ *  The number of vrings, 0 on failure
+ */
+uint16_t rte_vhost_get_vring_num(int vid);
+
+/**
+ * Get the virtio net device's ifname, which is the vhost-user socket
+ * file path.
+ *
+ * @param vid
+ *  vhost device ID
  * @param buf
  *  The buffer to stored the queried ifname
  * @param len
@@ -277,7 +345,7 @@ int rte_vhost_get_ifname(int vid, char *buf, size_t len);
  * Get how many avail entries are left in the queue
  *
  * @param vid
- *  virtio-net device ID
+ *  vhost device ID
  * @param queue_id
  *  virtio queue index
  *
@@ -291,8 +359,8 @@ uint16_t rte_vhost_avail_entries(int vid, uint16_t queue_id);
  * be received from the physical port or from another virtual device. A packet
  * count is returned to indicate the number of packets that were succesfully
  * added to the RX queue.
- * @param dev
- *  virtio-net device
+ * @param vid
+ *  vhost device ID
  * @param queue_id
  *  virtio queue index in mq case
  * @param pkts
@@ -302,15 +370,15 @@ uint16_t rte_vhost_avail_entries(int vid, uint16_t queue_id);
  * @return
  *  num of packets enqueued
  */
-uint16_t rte_vhost_enqueue_burst(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id,
+uint16_t rte_vhost_enqueue_burst(int vid, uint16_t queue_id,
        struct rte_mbuf **pkts, uint16_t count);
 
 /**
  * This function gets guest buffers from the virtio device TX virtqueue,
  * construct host mbufs, copies guest buffer content to host mbufs and
  * store them in pkts to be processed.
- * @param dev
- *  virtio-net device
+ * @param vid
+ *  vhost device ID
  * @param queue_id
  *  virtio queue index in mq case
  * @param mbuf_pool
@@ -322,7 +390,38 @@ uint16_t rte_vhost_enqueue_burst(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id,
  * @return
  *  num of packets dequeued
  */
-uint16_t rte_vhost_dequeue_burst(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id,
+uint16_t rte_vhost_dequeue_burst(int vid, uint16_t queue_id,
        struct rte_mempool *mbuf_pool, struct rte_mbuf **pkts, uint16_t count);
 
+/**
+ * Get guest mem table: a list of memory regions.
+ *
+ * An rte_vhost_vhost_memory object will be allocated internaly, to hold the
+ * guest memory regions. Application should free it at destroy_device()
+ * callback.
+ *
+ * @param vid
+ *  vhost device ID
+ * @param mem
+ *  To store the returned mem regions
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
+ */
+int rte_vhost_get_mem_table(int vid, struct rte_vhost_memory **mem);
+
+/**
+ * Get guest vring info, including the vring address, vring size, etc.
+ *
+ * @param vid
+ *  vhost device ID
+ * @param vring_idx
+ *  vring index
+ * @param vring
+ *  the structure to hold the requested vring info
+ * @return
+ *  0 on success, -1 on failure
+ */
+int rte_vhost_get_vhost_vring(int vid, uint16_t vring_idx,
+                             struct rte_vhost_vring *vring);
+
 #endif /* _VIRTIO_NET_H_ */