lib/net/rte_ether.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #ifndef _RTE_ETHER_H_
   6 #define _RTE_ETHER_H_
   7
   8 /**
   9  * @file
  10  *
  11  * Ethernet Helpers in RTE
  12  */
  13
  14 #ifdef __cplusplus
  15 extern "C" {
  16 #endif
  17
  18 #include <stdint.h>
  19 #include <stdio.h>
  20
  21 #include <rte_memcpy.h>
  22 #include <rte_random.h>
  23 #include <rte_mbuf.h>
  24 #include <rte_byteorder.h>
  25
  26 #define RTE_ETHER_ADDR_LEN  6 /**< Length of Ethernet address. */
  27 #define RTE_ETHER_TYPE_LEN  2 /**< Length of Ethernet type field. */
  28 #define RTE_ETHER_CRC_LEN   4 /**< Length of Ethernet CRC. */
  29 #define RTE_ETHER_HDR_LEN   \
  30         (RTE_ETHER_ADDR_LEN * 2 + \
  31                 RTE_ETHER_TYPE_LEN) /**< Length of Ethernet header. */
  32 #define RTE_ETHER_MIN_LEN   64    /**< Minimum frame len, including CRC. */
  33 #define RTE_ETHER_MAX_LEN   1518  /**< Maximum frame len, including CRC. */
  34 #define RTE_ETHER_MTU       \
  35         (RTE_ETHER_MAX_LEN - RTE_ETHER_HDR_LEN - \
  36                 RTE_ETHER_CRC_LEN) /**< Ethernet MTU. */
  37
  38 #define RTE_ETHER_MAX_VLAN_FRAME_LEN \
  39         (RTE_ETHER_MAX_LEN + 4)
  40         /**< Maximum VLAN frame length, including CRC. */
  41
  42 #define RTE_ETHER_MAX_JUMBO_FRAME_LEN \
  43         0x3F00 /**< Maximum Jumbo frame length, including CRC. */
  44
  45 #define RTE_ETHER_MAX_VLAN_ID  4095 /**< Maximum VLAN ID. */
  46
  47 #define RTE_ETHER_MIN_MTU 68 /**< Minimum MTU for IPv4 packets, see RFC 791. */
  48
  49 /**
  50  * Ethernet address:
  51  * A universally administered address is uniquely assigned to a device by its
  52  * manufacturer. The first three octets (in transmission order) contain the
  53  * Organizationally Unique Identifier (OUI). The following three (MAC-48 and
  54  * EUI-48) octets are assigned by that organization with the only constraint
  55  * of uniqueness.
  56  * A locally administered address is assigned to a device by a network
  57  * administrator and does not contain OUIs.
  58  * See http://standards.ieee.org/regauth/groupmac/tutorial.html
  59  */
  60 struct rte_ether_addr {
  61         uint8_t addr_bytes[RTE_ETHER_ADDR_LEN]; /**< Addr bytes in tx order */
  62 } __rte_aligned(2);
  63
  64 #define RTE_ETHER_LOCAL_ADMIN_ADDR 0x02 /**< Locally assigned Eth. address. */
  65 #define RTE_ETHER_GROUP_ADDR  0x01 /**< Multicast or broadcast Eth. address. */
  66
  67 /**
  68  * Check if two Ethernet addresses are the same.
  69  *
  70  * @param ea1
  71  *  A pointer to the first ether_addr structure containing
  72  *  the ethernet address.
  73  * @param ea2
  74  *  A pointer to the second ether_addr structure containing
  75  *  the ethernet address.
  76  *
  77  * @return
  78  *  True  (1) if the given two ethernet address are the same;
  79  *  False (0) otherwise.
  80  */
  81 static inline int rte_is_same_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea1,
  82                                      const struct rte_ether_addr *ea2)
  83 {
  84         const uint16_t *w1 = (const uint16_t *)ea1;
  85         const uint16_t *w2 = (const uint16_t *)ea2;
  86
  87         return ((w1[0] ^ w2[0]) | (w1[1] ^ w2[1]) | (w1[2] ^ w2[2])) == 0;
  88 }
  89
  90 /**
  91  * Check if an Ethernet address is filled with zeros.
  92  *
  93  * @param ea
  94  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
  95  *   to check.
  96  * @return
  97  *   True  (1) if the given ethernet address is filled with zeros;
  98  *   false (0) otherwise.
  99  */
 100 static inline int rte_is_zero_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 101 {
 102         const uint16_t *w = (const uint16_t *)ea;
 103
 104         return (w[0] | w[1] | w[2]) == 0;
 105 }
 106
 107 /**
 108  * Check if an Ethernet address is a unicast address.
 109  *
 110  * @param ea
 111  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 112  *   to check.
 113  * @return
 114  *   True  (1) if the given ethernet address is a unicast address;
 115  *   false (0) otherwise.
 116  */
 117 static inline int rte_is_unicast_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 118 {
 119         return (ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_GROUP_ADDR) == 0;
 120 }
 121
 122 /**
 123  * Check if an Ethernet address is a multicast address.
 124  *
 125  * @param ea
 126  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 127  *   to check.
 128  * @return
 129  *   True  (1) if the given ethernet address is a multicast address;
 130  *   false (0) otherwise.
 131  */
 132 static inline int rte_is_multicast_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 133 {
 134         return ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_GROUP_ADDR;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * Check if an Ethernet address is a broadcast address.
 139  *
 140  * @param ea
 141  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 142  *   to check.
 143  * @return
 144  *   True  (1) if the given ethernet address is a broadcast address;
 145  *   false (0) otherwise.
 146  */
 147 static inline int rte_is_broadcast_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 148 {
 149         const uint16_t *w = (const uint16_t *)ea;
 150
 151         return (w[0] & w[1] & w[2]) == 0xFFFF;
 152 }
 153
 154 /**
 155  * Check if an Ethernet address is a universally assigned address.
 156  *
 157  * @param ea
 158  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 159  *   to check.
 160  * @return
 161  *   True  (1) if the given ethernet address is a universally assigned address;
 162  *   false (0) otherwise.
 163  */
 164 static inline int rte_is_universal_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 165 {
 166         return (ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_LOCAL_ADMIN_ADDR) == 0;
 167 }
 168
 169 /**
 170  * Check if an Ethernet address is a locally assigned address.
 171  *
 172  * @param ea
 173  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 174  *   to check.
 175  * @return
 176  *   True  (1) if the given ethernet address is a locally assigned address;
 177  *   false (0) otherwise.
 178  */
 179 static inline int rte_is_local_admin_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 180 {
 181         return (ea->addr_bytes[0] & RTE_ETHER_LOCAL_ADMIN_ADDR) != 0;
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Check if an Ethernet address is a valid address. Checks that the address is a
 186  * unicast address and is not filled with zeros.
 187  *
 188  * @param ea
 189  *   A pointer to a ether_addr structure containing the ethernet address
 190  *   to check.
 191  * @return
 192  *   True  (1) if the given ethernet address is valid;
 193  *   false (0) otherwise.
 194  */
 195 static inline int rte_is_valid_assigned_ether_addr(const struct rte_ether_addr *ea)
 196 {
 197         return rte_is_unicast_ether_addr(ea) && (!rte_is_zero_ether_addr(ea));
 198 }
 199
 200 /**
 201  * Generate a random Ethernet address that is locally administered
 202  * and not multicast.
 203  * @param addr
 204  *   A pointer to Ethernet address.
 205  */
 206 void
 207 rte_eth_random_addr(uint8_t *addr);
 208
 209 /**
 210  * Copy an Ethernet address.
 211  *
 212  * @param ea_from
 213  *   A pointer to a ether_addr structure holding the Ethernet address to copy.
 214  * @param ea_to
 215  *   A pointer to a ether_addr structure where to copy the Ethernet address.
 216  */
 217 static inline void
 218 rte_ether_addr_copy(const struct rte_ether_addr *__restrict ea_from,
 219                     struct rte_ether_addr *__restrict ea_to)
 220 {
 221         *ea_to = *ea_from;
 222 }
 223
 224 #define RTE_ETHER_ADDR_FMT_SIZE         18
 225 /**
 226  * Format 48bits Ethernet address in pattern xx:xx:xx:xx:xx:xx.
 227  *
 228  * @param buf
 229  *   A pointer to buffer contains the formatted MAC address.
 230  * @param size
 231  *   The format buffer size.
 232  * @param eth_addr
 233  *   A pointer to a ether_addr structure.
 234  */
 235 void
 236 rte_ether_format_addr(char *buf, uint16_t size,
 237                       const struct rte_ether_addr *eth_addr);
 238 /**
 239  * Convert string with Ethernet address to an ether_addr.
 240  *
 241  * @param str
 242  *   A pointer to buffer contains the formatted MAC address.
 243  *   The supported formats are:
 244  *     XX:XX:XX:XX:XX:XX or XXXX:XXXX:XXXX
 245  *   where XX is a hex digit: 0-9, a-f, or A-F.
 246  * @param eth_addr
 247  *   A pointer to a ether_addr structure.
 248  * @return
 249  *   0 if successful
 250  *   -1 and sets rte_errno if invalid string
 251  */
 252 __rte_experimental
 253 int
 254 rte_ether_unformat_addr(const char *str, struct rte_ether_addr *eth_addr);
 255
 256 /* Windows Sockets headers contain `#define s_addr S_un.S_addr`.
 257  * Temporarily disable this macro to avoid conflict at definition.
 258  * Place source MAC address in both `s_addr` and `S_un.S_addr` fields,
 259  * so that access works either directly or through the macro.
 260  */
 261 #pragma push_macro("s_addr")
 262 #ifdef s_addr
 263 #undef s_addr
 264 #endif
 265
 266 /**
 267  * Ethernet header: Contains the destination address, source address
 268  * and frame type.
 269  */
 270 struct rte_ether_hdr {
 271         struct rte_ether_addr d_addr; /**< Destination address. */
 272         RTE_STD_C11
 273         union {
 274                 struct rte_ether_addr s_addr; /**< Source address. */
 275                 struct {
 276                         struct rte_ether_addr S_addr;
 277                 } S_un; /**< Do not use directly; use s_addr instead.*/
 278         };
 279         rte_be16_t ether_type; /**< Frame type. */
 280 } __rte_aligned(2);
 281
 282 #pragma pop_macro("s_addr")
 283
 284 /**
 285  * Ethernet VLAN Header.
 286  * Contains the 16-bit VLAN Tag Control Identifier and the Ethernet type
 287  * of the encapsulated frame.
 288  */
 289 struct rte_vlan_hdr {
 290         rte_be16_t vlan_tci;  /**< Priority (3) + CFI (1) + Identifier Code (12) */
 291         rte_be16_t eth_proto; /**< Ethernet type of encapsulated frame. */
 292 } __rte_packed;
 293
 294
 295
 296 /* Ethernet frame types */
 297 #define RTE_ETHER_TYPE_IPV4 0x0800 /**< IPv4 Protocol. */
 298 #define RTE_ETHER_TYPE_IPV6 0x86DD /**< IPv6 Protocol. */
 299 #define RTE_ETHER_TYPE_ARP  0x0806 /**< Arp Protocol. */
 300 #define RTE_ETHER_TYPE_RARP 0x8035 /**< Reverse Arp Protocol. */
 301 #define RTE_ETHER_TYPE_VLAN 0x8100 /**< IEEE 802.1Q VLAN tagging. */
 302 #define RTE_ETHER_TYPE_QINQ 0x88A8 /**< IEEE 802.1ad QinQ tagging. */
 303 #define RTE_ETHER_TYPE_QINQ1 0x9100 /**< Deprecated QinQ VLAN. */
 304 #define RTE_ETHER_TYPE_QINQ2 0x9200 /**< Deprecated QinQ VLAN. */
 305 #define RTE_ETHER_TYPE_QINQ3 0x9300 /**< Deprecated QinQ VLAN. */
 306 #define RTE_ETHER_TYPE_PPPOE_DISCOVERY 0x8863 /**< PPPoE Discovery Stage. */
 307 #define RTE_ETHER_TYPE_PPPOE_SESSION 0x8864 /**< PPPoE Session Stage. */
 308 #define RTE_ETHER_TYPE_ETAG 0x893F /**< IEEE 802.1BR E-Tag. */
 309 #define RTE_ETHER_TYPE_1588 0x88F7
 310         /**< IEEE 802.1AS 1588 Precise Time Protocol. */
 311 #define RTE_ETHER_TYPE_SLOW 0x8809 /**< Slow protocols (LACP and Marker). */
 312 #define RTE_ETHER_TYPE_TEB  0x6558 /**< Transparent Ethernet Bridging. */
 313 #define RTE_ETHER_TYPE_LLDP 0x88CC /**< LLDP Protocol. */
 314 #define RTE_ETHER_TYPE_MPLS 0x8847 /**< MPLS ethertype. */
 315 #define RTE_ETHER_TYPE_MPLSM 0x8848 /**< MPLS multicast ethertype. */
 316 #define RTE_ETHER_TYPE_ECPRI 0xAEFE /**< eCPRI ethertype (.1Q supported). */
 317
 318 /**
 319  * Extract VLAN tag information into mbuf
 320  *
 321  * Software version of VLAN stripping
 322  *
 323  * @param m
 324  *   The packet mbuf.
 325  * @return
 326  *   - 0: Success
 327  *   - 1: not a vlan packet
 328  */
 329 static inline int rte_vlan_strip(struct rte_mbuf *m)
 330 {
 331         struct rte_ether_hdr *eh
 332                  = rte_pktmbuf_mtod(m, struct rte_ether_hdr *);
 333         struct rte_vlan_hdr *vh;
 334
 335         if (eh->ether_type != rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_VLAN))
 336                 return -1;
 337
 338         vh = (struct rte_vlan_hdr *)(eh + 1);
 339         m->ol_flags |= PKT_RX_VLAN | PKT_RX_VLAN_STRIPPED;
 340         m->vlan_tci = rte_be_to_cpu_16(vh->vlan_tci);
 341
 342         /* Copy ether header over rather than moving whole packet */
 343         memmove(rte_pktmbuf_adj(m, sizeof(struct rte_vlan_hdr)),
 344                 eh, 2 * RTE_ETHER_ADDR_LEN);
 345
 346         return 0;
 347 }
 348
 349 /**
 350  * Insert VLAN tag into mbuf.
 351  *
 352  * Software version of VLAN unstripping
 353  *
 354  * @param m
 355  *   The packet mbuf.
 356  * @return
 357  *   - 0: On success
 358  *   -EPERM: mbuf is is shared overwriting would be unsafe
 359  *   -ENOSPC: not enough headroom in mbuf
 360  */
 361 static inline int rte_vlan_insert(struct rte_mbuf **m)
 362 {
 363         struct rte_ether_hdr *oh, *nh;
 364         struct rte_vlan_hdr *vh;
 365
 366         /* Can't insert header if mbuf is shared */
 367         if (!RTE_MBUF_DIRECT(*m) || rte_mbuf_refcnt_read(*m) > 1)
 368                 return -EINVAL;
 369
 370         /* Can't insert header if the first segment is too short */
 371         if (rte_pktmbuf_data_len(*m) < 2 * RTE_ETHER_ADDR_LEN)
 372                 return -EINVAL;
 373
 374         oh = rte_pktmbuf_mtod(*m, struct rte_ether_hdr *);
 375         nh = (struct rte_ether_hdr *)
 376                 rte_pktmbuf_prepend(*m, sizeof(struct rte_vlan_hdr));
 377         if (nh == NULL)
 378                 return -ENOSPC;
 379
 380         memmove(nh, oh, 2 * RTE_ETHER_ADDR_LEN);
 381         nh->ether_type = rte_cpu_to_be_16(RTE_ETHER_TYPE_VLAN);
 382
 383         vh = (struct rte_vlan_hdr *) (nh + 1);
 384         vh->vlan_tci = rte_cpu_to_be_16((*m)->vlan_tci);
 385
 386         (*m)->ol_flags &= ~(PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_TX_VLAN);
 387
 388         if ((*m)->ol_flags & PKT_TX_TUNNEL_MASK)
 389                 (*m)->outer_l2_len += sizeof(struct rte_vlan_hdr);
 390         else
 391                 (*m)->l2_len += sizeof(struct rte_vlan_hdr);
 392
 393         return 0;
 394 }
 395
 396 #ifdef __cplusplus
 397 }
 398 #endif
 399
 400 #endif /* _RTE_ETHER_H_ */