drivers/net/virtio/virtio.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  * Copyright(c) 2021 Red Hat, Inc.
   4  */
   5
   6 #ifndef _VIRTIO_H_
   7 #define _VIRTIO_H_
   8
   9 #include <rte_ether.h>
  10
  11 /* The feature bitmap for virtio net */
  12 #define VIRTIO_NET_F_CSUM       0       /* Host handles pkts w/ partial csum */
  13 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM 1       /* Guest handles pkts w/ partial csum */
  14 #define VIRTIO_NET_F_MTU        3       /* Initial MTU advice. */
  15 #define VIRTIO_NET_F_MAC        5       /* Host has given MAC address. */
  16 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4 7       /* Guest can handle TSOv4 in. */
  17 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6 8       /* Guest can handle TSOv6 in. */
  18 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_ECN  9       /* Guest can handle TSO[6] w/ ECN in. */
  19 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_UFO  10      /* Guest can handle UFO in. */
  20 #define VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4  11      /* Host can handle TSOv4 in. */
  21 #define VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6  12      /* Host can handle TSOv6 in. */
  22 #define VIRTIO_NET_F_HOST_ECN   13      /* Host can handle TSO[6] w/ ECN in. */
  23 #define VIRTIO_NET_F_HOST_UFO   14      /* Host can handle UFO in. */
  24 #define VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF  15      /* Host can merge receive buffers. */
  25 #define VIRTIO_NET_F_STATUS     16      /* virtio_net_config.status available */
  26 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ    17      /* Control channel available */
  27 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_RX    18      /* Control channel RX mode support */
  28 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN  19      /* Control channel VLAN filtering */
  29 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_RX_EXTRA 20   /* Extra RX mode control support */
  30 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_ANNOUNCE 21  /* Guest can announce device on the network */
  31 #define VIRTIO_NET_F_MQ         22      /* Device supports Receive Flow Steering */
  32 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_MAC_ADDR 23   /* Set MAC address */
  33
  34 /*
  35  * Do we get callbacks when the ring is completely used,
  36  * even if we've suppressed them?
  37  */
  38 #define VIRTIO_F_NOTIFY_ON_EMPTY        24
  39
  40 /* Can the device handle any descriptor layout? */
  41 #define VIRTIO_F_ANY_LAYOUT             27
  42
  43 /* We support indirect buffer descriptors */
  44 #define VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC     28
  45
  46 #define VIRTIO_F_VERSION_1              32
  47 #define VIRTIO_F_IOMMU_PLATFORM 33
  48 #define VIRTIO_F_RING_PACKED            34
  49
  50 /*
  51  * Some VirtIO feature bits (currently bits 28 through 31) are
  52  * reserved for the transport being used (eg. virtio_ring), the
  53  * rest are per-device feature bits.
  54  */
  55 #define VIRTIO_TRANSPORT_F_START 28
  56 #define VIRTIO_TRANSPORT_F_END   34
  57
  58 /*
  59  * Inorder feature indicates that all buffers are used by the device
  60  * in the same order in which they have been made available.
  61  */
  62 #define VIRTIO_F_IN_ORDER 35
  63
  64 /*
  65  * This feature indicates that memory accesses by the driver and the device
  66  * are ordered in a way described by the platform.
  67  */
  68 #define VIRTIO_F_ORDER_PLATFORM 36
  69
  70 /*
  71  * This feature indicates that the driver passes extra data (besides
  72  * identifying the virtqueue) in its device notifications.
  73  */
  74 #define VIRTIO_F_NOTIFICATION_DATA 38
  75
  76 /* Device set linkspeed and duplex */
  77 #define VIRTIO_NET_F_SPEED_DUPLEX 63
  78
  79 /*
  80  * The Guest publishes the used index for which it expects an interrupt
  81  * at the end of the avail ring. Host should ignore the avail->flags field
  82  *
  83  * The Host publishes the avail index for which it expects a kick
  84  * at the end of the used ring. Guest should ignore the used->flags field.
  85  */
  86 #define VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX         29
  87
  88 #define VIRTIO_NET_S_LINK_UP    1       /* Link is up */
  89 #define VIRTIO_NET_S_ANNOUNCE   2       /* Announcement is needed */
  90
  91 /*
  92  * Each virtqueue indirect descriptor list must be physically contiguous.
  93  * To allow us to malloc(9) each list individually, limit the number
  94  * supported to what will fit in one page. With 4KB pages, this is a limit
  95  * of 256 descriptors. If there is ever a need for more, we can switch to
  96  * contigmalloc(9) for the larger allocations, similar to what
  97  * bus_dmamem_alloc(9) does.
  98  *
  99  * Note the sizeof(struct vring_desc) is 16 bytes.
 100  */
 101 #define VIRTIO_MAX_INDIRECT ((int)(PAGE_SIZE / 16))
 102
 103 /*
 104  * Maximum number of virtqueues per device.
 105  */
 106 #define VIRTIO_MAX_VIRTQUEUE_PAIRS 8
 107 #define VIRTIO_MAX_VIRTQUEUES (VIRTIO_MAX_VIRTQUEUE_PAIRS * 2 + 1)
 108
 109 /* VirtIO device IDs. */
 110 #define VIRTIO_ID_NETWORK  0x01
 111 #define VIRTIO_ID_BLOCK    0x02
 112 #define VIRTIO_ID_CONSOLE  0x03
 113 #define VIRTIO_ID_ENTROPY  0x04
 114 #define VIRTIO_ID_BALLOON  0x05
 115 #define VIRTIO_ID_IOMEMORY 0x06
 116 #define VIRTIO_ID_9P       0x09
 117
 118 /* Status byte for guest to report progress. */
 119 #define VIRTIO_CONFIG_STATUS_RESET              0x00
 120 #define VIRTIO_CONFIG_STATUS_ACK                0x01
 121 #define VIRTIO_CONFIG_STATUS_DRIVER             0x02
 122 #define VIRTIO_CONFIG_STATUS_DRIVER_OK          0x04
 123 #define VIRTIO_CONFIG_STATUS_FEATURES_OK        0x08
 124 #define VIRTIO_CONFIG_STATUS_DEV_NEED_RESET     0x40
 125 #define VIRTIO_CONFIG_STATUS_FAILED             0x80
 126
 127 /* The bit of the ISR which indicates a device has an interrupt. */
 128 #define VIRTIO_ISR_INTR   0x1
 129 /* The bit of the ISR which indicates a device configuration change. */
 130 #define VIRTIO_ISR_CONFIG 0x2
 131 /* Vector value used to disable MSI for queue. */
 132 #define VIRTIO_MSI_NO_VECTOR 0xFFFF
 133
 134 /* The alignment to use between consumer and producer parts of vring. */
 135 #define VIRTIO_VRING_ALIGN 4096
 136
 137 /*
 138  * This structure is just a reference to read net device specific
 139  * config space; it is just a shadow structure.
 140  *
 141  */
 142 struct virtio_net_config {
 143         /* The config defining mac address (if VIRTIO_NET_F_MAC) */
 144         uint8_t    mac[RTE_ETHER_ADDR_LEN];
 145         /* See VIRTIO_NET_F_STATUS and VIRTIO_NET_S_* above */
 146         uint16_t   status;
 147         uint16_t   max_virtqueue_pairs;
 148         uint16_t   mtu;
 149         /*
 150          * speed, in units of 1Mb. All values 0 to INT_MAX are legal.
 151          * Any other value stands for unknown.
 152          */
 153         uint32_t speed;
 154         /*
 155          * 0x00 - half duplex
 156          * 0x01 - full duplex
 157          * Any other value stands for unknown.
 158          */
 159         uint8_t duplex;
 160
 161 } __rte_packed;
 162
 163 struct virtio_hw {
 164         struct virtqueue **vqs;
 165         uint64_t guest_features;
 166         uint16_t vtnet_hdr_size;
 167         uint8_t started;
 168         uint8_t weak_barriers;
 169         uint8_t vlan_strip;
 170         uint8_t has_tx_offload;
 171         uint8_t has_rx_offload;
 172         uint8_t use_vec_rx;
 173         uint8_t use_vec_tx;
 174         uint8_t use_inorder_rx;
 175         uint8_t use_inorder_tx;
 176         uint8_t opened;
 177         uint16_t port_id;
 178         uint8_t mac_addr[RTE_ETHER_ADDR_LEN];
 179         uint32_t speed;  /* link speed in MB */
 180         uint8_t duplex;
 181         uint8_t intr_lsc;
 182         uint16_t max_mtu;
 183         /*
 184          * App management thread and virtio interrupt handler thread
 185          * both can change device state, this lock is meant to avoid
 186          * such a contention.
 187          */
 188         rte_spinlock_t state_lock;
 189         struct rte_mbuf **inject_pkts;
 190         uint16_t max_queue_pairs;
 191         uint64_t req_guest_features;
 192         struct virtnet_ctl *cvq;
 193 };
 194
 195 struct virtio_ops {
 196         void (*read_dev_cfg)(struct virtio_hw *hw, size_t offset, void *dst, int len);
 197         void (*write_dev_cfg)(struct virtio_hw *hw, size_t offset, const void *src, int len);
 198         uint8_t (*get_status)(struct virtio_hw *hw);
 199         void (*set_status)(struct virtio_hw *hw, uint8_t status);
 200         uint64_t (*get_features)(struct virtio_hw *hw);
 201         void (*set_features)(struct virtio_hw *hw, uint64_t features);
 202         int (*features_ok)(struct virtio_hw *hw);
 203         uint8_t (*get_isr)(struct virtio_hw *hw);
 204         uint16_t (*set_config_irq)(struct virtio_hw *hw, uint16_t vec);
 205         uint16_t (*set_queue_irq)(struct virtio_hw *hw, struct virtqueue *vq, uint16_t vec);
 206         uint16_t (*get_queue_num)(struct virtio_hw *hw, uint16_t queue_id);
 207         int (*setup_queue)(struct virtio_hw *hw, struct virtqueue *vq);
 208         void (*del_queue)(struct virtio_hw *hw, struct virtqueue *vq);
 209         void (*notify_queue)(struct virtio_hw *hw, struct virtqueue *vq);
 210         void (*intr_detect)(struct virtio_hw *hw);
 211         int (*dev_close)(struct virtio_hw *hw);
 212 };
 213
 214 /*
 215  * This structure stores per-process data. Only virtio_ops for now.
 216  */
 217 struct virtio_hw_internal {
 218         const struct virtio_ops *virtio_ops;
 219 };
 220
 221 #define VIRTIO_OPS(hw)  (virtio_hw_internal[(hw)->port_id].virtio_ops)
 222
 223 extern struct virtio_hw_internal virtio_hw_internal[RTE_MAX_ETHPORTS];
 224
 225
 226 static inline int
 227 virtio_with_feature(struct virtio_hw *hw, uint64_t bit)
 228 {
 229         return (hw->guest_features & (1ULL << bit)) != 0;
 230 }
 231
 232 static inline int
 233 virtio_with_packed_queue(struct virtio_hw *hw)
 234 {
 235         return virtio_with_feature(hw, VIRTIO_F_RING_PACKED);
 236 }
 237
 238 uint64_t virtio_negotiate_features(struct virtio_hw *hw, uint64_t host_features);
 239 uint8_t virtio_get_status(struct virtio_hw *hw);
 240 void virtio_set_status(struct virtio_hw *hw, uint8_t status);
 241 void virtio_write_dev_config(struct virtio_hw *hw, size_t offset, const void *src, int length);
 242 void virtio_read_dev_config(struct virtio_hw *hw, size_t offset, void *dst, int length);
 243 void virtio_reset(struct virtio_hw *hw);
 244 void virtio_reinit_complete(struct virtio_hw *hw);
 245 uint8_t virtio_get_isr(struct virtio_hw *hw);
 246 #endif /* _VIRTIO_H_ */