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 #include <stdint.h>
  38 #include <linux/virtio_ring.h>
  39 #include <linux/virtio_net.h>
  40 #include <sys/eventfd.h>
  41
  42 #include <rte_memory.h>
  43 #include <rte_mempool.h>
  44 #include <rte_mbuf.h>
  45
  46 /* Used to indicate that the device is running on a data core */
  47 #define VIRTIO_DEV_RUNNING 1
  48
  49 /* Backend value set by guest. */
  50 #define VIRTIO_DEV_STOPPED -1
  51
  52
  53 /* Enum for virtqueue management. */
  54 enum {VIRTIO_RXQ, VIRTIO_TXQ, VIRTIO_QNUM};
  55
  56 #define BUF_VECTOR_MAX 256
  57
  58 /*
  59  * Structure contains buffer address, length and descriptor index
  60  * from vring to do scatter RX.
  61 */
  62 struct buf_vector {
  63 uint64_t buf_addr;
  64 uint32_t buf_len;
  65 uint32_t desc_idx;
  66 };
  67
  68 /*
  69  * Structure contains variables relevant to TX/RX virtqueues.
  70  */
  71 struct vhost_virtqueue
  72 {
  73         struct vring_desc       *desc;                          /* Virtqueue descriptor ring. */
  74         struct vring_avail      *avail;                         /* Virtqueue available ring. */
  75         struct vring_used       *used;                          /* Virtqueue used ring. */
  76         uint32_t                        size;                           /* Size of descriptor ring. */
  77         uint32_t                        backend;                        /* Backend value to determine if device should started/stopped. */
  78         uint16_t                        vhost_hlen;                     /* Vhost header length (varies depending on RX merge buffers. */
  79         volatile uint16_t       last_used_idx;          /* Last index used on the available ring */
  80         volatile uint16_t       last_used_idx_res;      /* Used for multiple devices reserving buffers. */
  81         eventfd_t                       callfd;                         /* Currently unused as polling mode is enabled. */
  82         eventfd_t                       kickfd;                         /* Used to notify the guest (trigger interrupt). */
  83         /* Used for scatter RX. */
  84         struct buf_vector       buf_vec[BUF_VECTOR_MAX];
  85 } __rte_cache_aligned;
  86
  87 /*
  88  * Device structure contains all configuration information relating to the device.
  89  */
  90 struct virtio_net
  91 {
  92         struct vhost_virtqueue  *virtqueue[VIRTIO_QNUM];        /* Contains all virtqueue information. */
  93         struct virtio_memory    *mem;                                           /* QEMU memory and memory region information. */
  94         uint64_t                                features;                                       /* Negotiated feature set. */
  95         uint64_t                                device_fh;                                      /* device identifier. */
  96         uint32_t                                flags;                                          /* Device flags. Only used to check if device is running on data core. */
  97         void                    *priv;                          /**< private context */
  98 } __rte_cache_aligned;
  99
 100 /*
 101  * Information relating to memory regions including offsets to addresses in QEMUs memory file.
 102  */
 103 struct virtio_memory_regions {
 104         uint64_t        guest_phys_address;             /* Base guest physical address of region. */
 105         uint64_t        guest_phys_address_end; /* End guest physical address of region. */
 106         uint64_t        memory_size;                    /* Size of region. */
 107         uint64_t        userspace_address;              /* Base userspace address of region. */
 108         uint64_t        address_offset;                 /* Offset of region for address translation. */
 109 };
 110
 111
 112 /*
 113  * Memory structure includes region and mapping information.
 114  */
 115 struct virtio_memory {
 116         uint64_t                        base_address;                   /* Base QEMU userspace address of the memory file. */
 117         uint64_t                        mapped_address;                 /* Mapped address of memory file base in our applications memory space. */
 118         uint64_t                        mapped_size;                    /* Total size of memory file. */
 119         uint32_t                        nregions;                               /* Number of memory regions. */
 120         /* Memory region information. */
 121         struct virtio_memory_regions      regions[0];
 122 };
 123
 124 /*
 125  * Device operations to add/remove device.
 126  */
 127 struct virtio_net_device_ops {
 128         int (* new_device)              (struct virtio_net *);  /* Add device. */
 129         void (* destroy_device) (volatile struct virtio_net *); /* Remove device. */
 130 };
 131
 132 static inline uint16_t __attribute__((always_inline))
 133 rte_vring_available_entries(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id)
 134 {
 135         struct vhost_virtqueue *vq = dev->virtqueue[queue_id];
 136         return *(volatile uint16_t *)&vq->avail->idx - vq->last_used_idx_res;
 137 }
 138
 139 /**
 140  * Function to convert guest physical addresses to vhost virtual addresses.
 141  * This is used to convert guest virtio buffer addresses.
 142  */
 143 static inline uint64_t __attribute__((always_inline))
 144 gpa_to_vva(struct virtio_net *dev, uint64_t guest_pa)
 145 {
 146         struct virtio_memory_regions *region;
 147         uint32_t regionidx;
 148         uint64_t vhost_va = 0;
 149
 150         for (regionidx = 0; regionidx < dev->mem->nregions; regionidx++) {
 151                 region = &dev->mem->regions[regionidx];
 152                 if ((guest_pa >= region->guest_phys_address) &&
 153                         (guest_pa <= region->guest_phys_address_end)) {
 154                         vhost_va = region->address_offset + guest_pa;
 155                         break;
 156                 }
 157         }
 158         return vhost_va;
 159 }
 160
 161 /**
 162  *  Disable features in feature_mask. Returns 0 on success.
 163  */
 164 int rte_vhost_feature_disable(uint64_t feature_mask);
 165
 166 /**
 167  *  Enable features in feature_mask. Returns 0 on success.
 168  */
 169 int rte_vhost_feature_enable(uint64_t feature_mask);
 170
 171 /* Returns currently supported vhost features */
 172 uint64_t rte_vhost_feature_get(void);
 173
 174 int rte_vhost_enable_guest_notification(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id, int enable);
 175
 176 /* Register vhost driver. dev_name could be different for multiple instance support. */
 177 int rte_vhost_driver_register(const char *dev_name);
 178
 179 /* Register callbacks. */
 180 int rte_vhost_driver_callback_register(struct virtio_net_device_ops const * const);
 181 /* Start vhost driver session blocking loop. */
 182 int rte_vhost_driver_session_start(void);
 183
 184 /**
 185  * This function adds buffers to the virtio devices RX virtqueue. Buffers can
 186  * be received from the physical port or from another virtual device. A packet
 187  * count is returned to indicate the number of packets that were succesfully
 188  * added to the RX queue.
 189  * @param queue_id
 190  *  virtio queue index in mq case
 191  * @return
 192  *  num of packets enqueued
 193  */
 194 uint16_t rte_vhost_enqueue_burst(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id,
 195         struct rte_mbuf **pkts, uint16_t count);
 196
 197 /**
 198  * This function gets guest buffers from the virtio device TX virtqueue,
 199  * construct host mbufs, copies guest buffer content to host mbufs and
 200  * store them in pkts to be processed.
 201  * @param mbuf_pool
 202  *  mbuf_pool where host mbuf is allocated.
 203  * @param queue_id
 204  *  virtio queue index in mq case.
 205  * @return
 206  *  num of packets dequeued
 207  */
 208 uint16_t rte_vhost_dequeue_burst(struct virtio_net *dev, uint16_t queue_id,
 209         struct rte_mempool *mbuf_pool, struct rte_mbuf **pkts, uint16_t count);
 210
 211 #endif /* _VIRTIO_NET_H_ */