]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/net/macvtap.c
macvtap: simplify usage of tap_features
[~andy/linux] / drivers / net / macvtap.c
1 #include <linux/etherdevice.h>
2 #include <linux/if_macvlan.h>
3 #include <linux/if_vlan.h>
4 #include <linux/interrupt.h>
5 #include <linux/nsproxy.h>
6 #include <linux/compat.h>
7 #include <linux/if_tun.h>
8 #include <linux/module.h>
9 #include <linux/skbuff.h>
10 #include <linux/cache.h>
11 #include <linux/sched.h>
12 #include <linux/types.h>
13 #include <linux/slab.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/wait.h>
16 #include <linux/cdev.h>
17 #include <linux/idr.h>
18 #include <linux/fs.h>
19
20 #include <net/net_namespace.h>
21 #include <net/rtnetlink.h>
22 #include <net/sock.h>
23 #include <linux/virtio_net.h>
24
25 /*
26  * A macvtap queue is the central object of this driver, it connects
27  * an open character device to a macvlan interface. There can be
28  * multiple queues on one interface, which map back to queues
29  * implemented in hardware on the underlying device.
30  *
31  * macvtap_proto is used to allocate queues through the sock allocation
32  * mechanism.
33  *
34  */
35 struct macvtap_queue {
36         struct sock sk;
37         struct socket sock;
38         struct socket_wq wq;
39         int vnet_hdr_sz;
40         struct macvlan_dev __rcu *vlan;
41         struct file *file;
42         unsigned int flags;
43         u16 queue_index;
44         bool enabled;
45         struct list_head next;
46 };
47
48 static struct proto macvtap_proto = {
49         .name = "macvtap",
50         .owner = THIS_MODULE,
51         .obj_size = sizeof (struct macvtap_queue),
52 };
53
54 /*
55  * Variables for dealing with macvtaps device numbers.
56  */
57 static dev_t macvtap_major;
58 #define MACVTAP_NUM_DEVS (1U << MINORBITS)
59 static DEFINE_MUTEX(minor_lock);
60 static DEFINE_IDR(minor_idr);
61
62 #define GOODCOPY_LEN 128
63 static struct class *macvtap_class;
64 static struct cdev macvtap_cdev;
65
66 static const struct proto_ops macvtap_socket_ops;
67
68 #define TUN_OFFLOADS (NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_TSO_ECN | NETIF_F_TSO | \
69                       NETIF_F_TSO6 | NETIF_F_UFO)
70 #define RX_OFFLOADS (NETIF_F_GRO | NETIF_F_LRO)
71 #define TAP_FEATURES (NETIF_F_GSO | NETIF_F_SG)
72
73 /*
74  * RCU usage:
75  * The macvtap_queue and the macvlan_dev are loosely coupled, the
76  * pointers from one to the other can only be read while rcu_read_lock
77  * or rtnl is held.
78  *
79  * Both the file and the macvlan_dev hold a reference on the macvtap_queue
80  * through sock_hold(&q->sk). When the macvlan_dev goes away first,
81  * q->vlan becomes inaccessible. When the files gets closed,
82  * macvtap_get_queue() fails.
83  *
84  * There may still be references to the struct sock inside of the
85  * queue from outbound SKBs, but these never reference back to the
86  * file or the dev. The data structure is freed through __sk_free
87  * when both our references and any pending SKBs are gone.
88  */
89
90 static int macvtap_enable_queue(struct net_device *dev, struct file *file,
91                                 struct macvtap_queue *q)
92 {
93         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
94         int err = -EINVAL;
95
96         ASSERT_RTNL();
97
98         if (q->enabled)
99                 goto out;
100
101         err = 0;
102         rcu_assign_pointer(vlan->taps[vlan->numvtaps], q);
103         q->queue_index = vlan->numvtaps;
104         q->enabled = true;
105
106         vlan->numvtaps++;
107 out:
108         return err;
109 }
110
111 static int macvtap_set_queue(struct net_device *dev, struct file *file,
112                              struct macvtap_queue *q)
113 {
114         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
115         int err = -EBUSY;
116
117         rtnl_lock();
118         if (vlan->numqueues == MAX_MACVTAP_QUEUES)
119                 goto out;
120
121         err = 0;
122         rcu_assign_pointer(q->vlan, vlan);
123         rcu_assign_pointer(vlan->taps[vlan->numvtaps], q);
124         sock_hold(&q->sk);
125
126         q->file = file;
127         q->queue_index = vlan->numvtaps;
128         q->enabled = true;
129         file->private_data = q;
130         list_add_tail(&q->next, &vlan->queue_list);
131
132         vlan->numvtaps++;
133         vlan->numqueues++;
134
135 out:
136         rtnl_unlock();
137         return err;
138 }
139
140 static int macvtap_disable_queue(struct macvtap_queue *q)
141 {
142         struct macvlan_dev *vlan;
143         struct macvtap_queue *nq;
144
145         ASSERT_RTNL();
146         if (!q->enabled)
147                 return -EINVAL;
148
149         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
150
151         if (vlan) {
152                 int index = q->queue_index;
153                 BUG_ON(index >= vlan->numvtaps);
154                 nq = rtnl_dereference(vlan->taps[vlan->numvtaps - 1]);
155                 nq->queue_index = index;
156
157                 rcu_assign_pointer(vlan->taps[index], nq);
158                 RCU_INIT_POINTER(vlan->taps[vlan->numvtaps - 1], NULL);
159                 q->enabled = false;
160
161                 vlan->numvtaps--;
162         }
163
164         return 0;
165 }
166
167 /*
168  * The file owning the queue got closed, give up both
169  * the reference that the files holds as well as the
170  * one from the macvlan_dev if that still exists.
171  *
172  * Using the spinlock makes sure that we don't get
173  * to the queue again after destroying it.
174  */
175 static void macvtap_put_queue(struct macvtap_queue *q)
176 {
177         struct macvlan_dev *vlan;
178
179         rtnl_lock();
180         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
181
182         if (vlan) {
183                 if (q->enabled)
184                         BUG_ON(macvtap_disable_queue(q));
185
186                 vlan->numqueues--;
187                 RCU_INIT_POINTER(q->vlan, NULL);
188                 sock_put(&q->sk);
189                 list_del_init(&q->next);
190         }
191
192         rtnl_unlock();
193
194         synchronize_rcu();
195         sock_put(&q->sk);
196 }
197
198 /*
199  * Select a queue based on the rxq of the device on which this packet
200  * arrived. If the incoming device is not mq, calculate a flow hash
201  * to select a queue. If all fails, find the first available queue.
202  * Cache vlan->numvtaps since it can become zero during the execution
203  * of this function.
204  */
205 static struct macvtap_queue *macvtap_get_queue(struct net_device *dev,
206                                                struct sk_buff *skb)
207 {
208         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
209         struct macvtap_queue *tap = NULL;
210         /* Access to taps array is protected by rcu, but access to numvtaps
211          * isn't. Below we use it to lookup a queue, but treat it as a hint
212          * and validate that the result isn't NULL - in case we are
213          * racing against queue removal.
214          */
215         int numvtaps = ACCESS_ONCE(vlan->numvtaps);
216         __u32 rxq;
217
218         if (!numvtaps)
219                 goto out;
220
221         /* Check if we can use flow to select a queue */
222         rxq = skb_get_rxhash(skb);
223         if (rxq) {
224                 tap = rcu_dereference(vlan->taps[rxq % numvtaps]);
225                 goto out;
226         }
227
228         if (likely(skb_rx_queue_recorded(skb))) {
229                 rxq = skb_get_rx_queue(skb);
230
231                 while (unlikely(rxq >= numvtaps))
232                         rxq -= numvtaps;
233
234                 tap = rcu_dereference(vlan->taps[rxq]);
235                 goto out;
236         }
237
238         tap = rcu_dereference(vlan->taps[0]);
239 out:
240         return tap;
241 }
242
243 /*
244  * The net_device is going away, give up the reference
245  * that it holds on all queues and safely set the pointer
246  * from the queues to NULL.
247  */
248 static void macvtap_del_queues(struct net_device *dev)
249 {
250         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
251         struct macvtap_queue *q, *tmp, *qlist[MAX_MACVTAP_QUEUES];
252         int i, j = 0;
253
254         ASSERT_RTNL();
255         list_for_each_entry_safe(q, tmp, &vlan->queue_list, next) {
256                 list_del_init(&q->next);
257                 qlist[j++] = q;
258                 RCU_INIT_POINTER(q->vlan, NULL);
259                 if (q->enabled)
260                         vlan->numvtaps--;
261                 vlan->numqueues--;
262         }
263         for (i = 0; i < vlan->numvtaps; i++)
264                 RCU_INIT_POINTER(vlan->taps[i], NULL);
265         BUG_ON(vlan->numvtaps);
266         BUG_ON(vlan->numqueues);
267         /* guarantee that any future macvtap_set_queue will fail */
268         vlan->numvtaps = MAX_MACVTAP_QUEUES;
269
270         for (--j; j >= 0; j--)
271                 sock_put(&qlist[j]->sk);
272 }
273
274 /*
275  * Forward happens for data that gets sent from one macvlan
276  * endpoint to another one in bridge mode. We just take
277  * the skb and put it into the receive queue.
278  */
279 static int macvtap_forward(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
280 {
281         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
282         struct macvtap_queue *q = macvtap_get_queue(dev, skb);
283         netdev_features_t features = TAP_FEATURES;
284
285         if (!q)
286                 goto drop;
287
288         if (skb_queue_len(&q->sk.sk_receive_queue) >= dev->tx_queue_len)
289                 goto drop;
290
291         skb->dev = dev;
292         /* Apply the forward feature mask so that we perform segmentation
293          * according to users wishes.
294          */
295         features |= vlan->tap_features;
296         if (netif_needs_gso(skb, features)) {
297                 struct sk_buff *segs = __skb_gso_segment(skb, features, false);
298
299                 if (IS_ERR(segs))
300                         goto drop;
301
302                 if (!segs) {
303                         skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, skb);
304                         goto wake_up;
305                 }
306
307                 kfree_skb(skb);
308                 while (segs) {
309                         struct sk_buff *nskb = segs->next;
310
311                         segs->next = NULL;
312                         skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, segs);
313                         segs = nskb;
314                 }
315         } else {
316                 skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, skb);
317         }
318
319 wake_up:
320         wake_up_interruptible_poll(sk_sleep(&q->sk), POLLIN | POLLRDNORM | POLLRDBAND);
321         return NET_RX_SUCCESS;
322
323 drop:
324         kfree_skb(skb);
325         return NET_RX_DROP;
326 }
327
328 /*
329  * Receive is for data from the external interface (lowerdev),
330  * in case of macvtap, we can treat that the same way as
331  * forward, which macvlan cannot.
332  */
333 static int macvtap_receive(struct sk_buff *skb)
334 {
335         skb_push(skb, ETH_HLEN);
336         return macvtap_forward(skb->dev, skb);
337 }
338
339 static int macvtap_get_minor(struct macvlan_dev *vlan)
340 {
341         int retval = -ENOMEM;
342
343         mutex_lock(&minor_lock);
344         retval = idr_alloc(&minor_idr, vlan, 1, MACVTAP_NUM_DEVS, GFP_KERNEL);
345         if (retval >= 0) {
346                 vlan->minor = retval;
347         } else if (retval == -ENOSPC) {
348                 printk(KERN_ERR "too many macvtap devices\n");
349                 retval = -EINVAL;
350         }
351         mutex_unlock(&minor_lock);
352         return retval < 0 ? retval : 0;
353 }
354
355 static void macvtap_free_minor(struct macvlan_dev *vlan)
356 {
357         mutex_lock(&minor_lock);
358         if (vlan->minor) {
359                 idr_remove(&minor_idr, vlan->minor);
360                 vlan->minor = 0;
361         }
362         mutex_unlock(&minor_lock);
363 }
364
365 static struct net_device *dev_get_by_macvtap_minor(int minor)
366 {
367         struct net_device *dev = NULL;
368         struct macvlan_dev *vlan;
369
370         mutex_lock(&minor_lock);
371         vlan = idr_find(&minor_idr, minor);
372         if (vlan) {
373                 dev = vlan->dev;
374                 dev_hold(dev);
375         }
376         mutex_unlock(&minor_lock);
377         return dev;
378 }
379
380 static int macvtap_newlink(struct net *src_net,
381                            struct net_device *dev,
382                            struct nlattr *tb[],
383                            struct nlattr *data[])
384 {
385         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
386         INIT_LIST_HEAD(&vlan->queue_list);
387
388         /* Since macvlan supports all offloads by default, make
389          * tap support all offloads also.
390          */
391         vlan->tap_features = TUN_OFFLOADS;
392
393         /* Don't put anything that may fail after macvlan_common_newlink
394          * because we can't undo what it does.
395          */
396         return macvlan_common_newlink(src_net, dev, tb, data,
397                                       macvtap_receive, macvtap_forward);
398 }
399
400 static void macvtap_dellink(struct net_device *dev,
401                             struct list_head *head)
402 {
403         macvtap_del_queues(dev);
404         macvlan_dellink(dev, head);
405 }
406
407 static void macvtap_setup(struct net_device *dev)
408 {
409         macvlan_common_setup(dev);
410         dev->tx_queue_len = TUN_READQ_SIZE;
411 }
412
413 static struct rtnl_link_ops macvtap_link_ops __read_mostly = {
414         .kind           = "macvtap",
415         .setup          = macvtap_setup,
416         .newlink        = macvtap_newlink,
417         .dellink        = macvtap_dellink,
418 };
419
420
421 static void macvtap_sock_write_space(struct sock *sk)
422 {
423         wait_queue_head_t *wqueue;
424
425         if (!sock_writeable(sk) ||
426             !test_and_clear_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags))
427                 return;
428
429         wqueue = sk_sleep(sk);
430         if (wqueue && waitqueue_active(wqueue))
431                 wake_up_interruptible_poll(wqueue, POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND);
432 }
433
434 static void macvtap_sock_destruct(struct sock *sk)
435 {
436         skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
437 }
438
439 static int macvtap_open(struct inode *inode, struct file *file)
440 {
441         struct net *net = current->nsproxy->net_ns;
442         struct net_device *dev = dev_get_by_macvtap_minor(iminor(inode));
443         struct macvtap_queue *q;
444         int err;
445
446         err = -ENODEV;
447         if (!dev)
448                 goto out;
449
450         err = -ENOMEM;
451         q = (struct macvtap_queue *)sk_alloc(net, AF_UNSPEC, GFP_KERNEL,
452                                              &macvtap_proto);
453         if (!q)
454                 goto out;
455
456         RCU_INIT_POINTER(q->sock.wq, &q->wq);
457         init_waitqueue_head(&q->wq.wait);
458         q->sock.type = SOCK_RAW;
459         q->sock.state = SS_CONNECTED;
460         q->sock.file = file;
461         q->sock.ops = &macvtap_socket_ops;
462         sock_init_data(&q->sock, &q->sk);
463         q->sk.sk_write_space = macvtap_sock_write_space;
464         q->sk.sk_destruct = macvtap_sock_destruct;
465         q->flags = IFF_VNET_HDR | IFF_NO_PI | IFF_TAP;
466         q->vnet_hdr_sz = sizeof(struct virtio_net_hdr);
467
468         /*
469          * so far only KVM virtio_net uses macvtap, enable zero copy between
470          * guest kernel and host kernel when lower device supports zerocopy
471          *
472          * The macvlan supports zerocopy iff the lower device supports zero
473          * copy so we don't have to look at the lower device directly.
474          */
475         if ((dev->features & NETIF_F_HIGHDMA) && (dev->features & NETIF_F_SG))
476                 sock_set_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY);
477
478         err = macvtap_set_queue(dev, file, q);
479         if (err)
480                 sock_put(&q->sk);
481
482 out:
483         if (dev)
484                 dev_put(dev);
485
486         return err;
487 }
488
489 static int macvtap_release(struct inode *inode, struct file *file)
490 {
491         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
492         macvtap_put_queue(q);
493         return 0;
494 }
495
496 static unsigned int macvtap_poll(struct file *file, poll_table * wait)
497 {
498         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
499         unsigned int mask = POLLERR;
500
501         if (!q)
502                 goto out;
503
504         mask = 0;
505         poll_wait(file, &q->wq.wait, wait);
506
507         if (!skb_queue_empty(&q->sk.sk_receive_queue))
508                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
509
510         if (sock_writeable(&q->sk) ||
511             (!test_and_set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &q->sock.flags) &&
512              sock_writeable(&q->sk)))
513                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
514
515 out:
516         return mask;
517 }
518
519 static inline struct sk_buff *macvtap_alloc_skb(struct sock *sk, size_t prepad,
520                                                 size_t len, size_t linear,
521                                                 int noblock, int *err)
522 {
523         struct sk_buff *skb;
524
525         /* Under a page?  Don't bother with paged skb. */
526         if (prepad + len < PAGE_SIZE || !linear)
527                 linear = len;
528
529         skb = sock_alloc_send_pskb(sk, prepad + linear, len - linear, noblock,
530                                    err);
531         if (!skb)
532                 return NULL;
533
534         skb_reserve(skb, prepad);
535         skb_put(skb, linear);
536         skb->data_len = len - linear;
537         skb->len += len - linear;
538
539         return skb;
540 }
541
542 /* set skb frags from iovec, this can move to core network code for reuse */
543 static int zerocopy_sg_from_iovec(struct sk_buff *skb, const struct iovec *from,
544                                   int offset, size_t count)
545 {
546         int len = iov_length(from, count) - offset;
547         int copy = skb_headlen(skb);
548         int size, offset1 = 0;
549         int i = 0;
550
551         /* Skip over from offset */
552         while (count && (offset >= from->iov_len)) {
553                 offset -= from->iov_len;
554                 ++from;
555                 --count;
556         }
557
558         /* copy up to skb headlen */
559         while (count && (copy > 0)) {
560                 size = min_t(unsigned int, copy, from->iov_len - offset);
561                 if (copy_from_user(skb->data + offset1, from->iov_base + offset,
562                                    size))
563                         return -EFAULT;
564                 if (copy > size) {
565                         ++from;
566                         --count;
567                         offset = 0;
568                 } else
569                         offset += size;
570                 copy -= size;
571                 offset1 += size;
572         }
573
574         if (len == offset1)
575                 return 0;
576
577         while (count--) {
578                 struct page *page[MAX_SKB_FRAGS];
579                 int num_pages;
580                 unsigned long base;
581                 unsigned long truesize;
582
583                 len = from->iov_len - offset;
584                 if (!len) {
585                         offset = 0;
586                         ++from;
587                         continue;
588                 }
589                 base = (unsigned long)from->iov_base + offset;
590                 size = ((base & ~PAGE_MASK) + len + ~PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
591                 if (i + size > MAX_SKB_FRAGS)
592                         return -EMSGSIZE;
593                 num_pages = get_user_pages_fast(base, size, 0, &page[i]);
594                 if (num_pages != size) {
595                         int j;
596
597                         for (j = 0; j < num_pages; j++)
598                                 put_page(page[i + j]);
599                         return -EFAULT;
600                 }
601                 truesize = size * PAGE_SIZE;
602                 skb->data_len += len;
603                 skb->len += len;
604                 skb->truesize += truesize;
605                 atomic_add(truesize, &skb->sk->sk_wmem_alloc);
606                 while (len) {
607                         int off = base & ~PAGE_MASK;
608                         int size = min_t(int, len, PAGE_SIZE - off);
609                         __skb_fill_page_desc(skb, i, page[i], off, size);
610                         skb_shinfo(skb)->nr_frags++;
611                         /* increase sk_wmem_alloc */
612                         base += size;
613                         len -= size;
614                         i++;
615                 }
616                 offset = 0;
617                 ++from;
618         }
619         return 0;
620 }
621
622 /*
623  * macvtap_skb_from_vnet_hdr and macvtap_skb_to_vnet_hdr should
624  * be shared with the tun/tap driver.
625  */
626 static int macvtap_skb_from_vnet_hdr(struct sk_buff *skb,
627                                      struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
628 {
629         unsigned short gso_type = 0;
630         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
631                 switch (vnet_hdr->gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN) {
632                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
633                         gso_type = SKB_GSO_TCPV4;
634                         break;
635                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
636                         gso_type = SKB_GSO_TCPV6;
637                         break;
638                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP:
639                         gso_type = SKB_GSO_UDP;
640                         break;
641                 default:
642                         return -EINVAL;
643                 }
644
645                 if (vnet_hdr->gso_type & VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN)
646                         gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
647
648                 if (vnet_hdr->gso_size == 0)
649                         return -EINVAL;
650         }
651
652         if (vnet_hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) {
653                 if (!skb_partial_csum_set(skb, vnet_hdr->csum_start,
654                                           vnet_hdr->csum_offset))
655                         return -EINVAL;
656         }
657
658         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
659                 skb_shinfo(skb)->gso_size = vnet_hdr->gso_size;
660                 skb_shinfo(skb)->gso_type = gso_type;
661
662                 /* Header must be checked, and gso_segs computed. */
663                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_DODGY;
664                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = 0;
665         }
666         return 0;
667 }
668
669 static int macvtap_skb_to_vnet_hdr(const struct sk_buff *skb,
670                                    struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
671 {
672         memset(vnet_hdr, 0, sizeof(*vnet_hdr));
673
674         if (skb_is_gso(skb)) {
675                 struct skb_shared_info *sinfo = skb_shinfo(skb);
676
677                 /* This is a hint as to how much should be linear. */
678                 vnet_hdr->hdr_len = skb_headlen(skb);
679                 vnet_hdr->gso_size = sinfo->gso_size;
680                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV4)
681                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4;
682                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV6)
683                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
684                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_UDP)
685                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP;
686                 else
687                         BUG();
688                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCP_ECN)
689                         vnet_hdr->gso_type |= VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
690         } else
691                 vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
692
693         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
694                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
695                 vnet_hdr->csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
696                 vnet_hdr->csum_offset = skb->csum_offset;
697         } else if (skb->ip_summed == CHECKSUM_UNNECESSARY) {
698                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID;
699         } /* else everything is zero */
700
701         return 0;
702 }
703
704 static unsigned long iov_pages(const struct iovec *iv, int offset,
705                                unsigned long nr_segs)
706 {
707         unsigned long seg, base;
708         int pages = 0, len, size;
709
710         while (nr_segs && (offset >= iv->iov_len)) {
711                 offset -= iv->iov_len;
712                 ++iv;
713                 --nr_segs;
714         }
715
716         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
717                 base = (unsigned long)iv[seg].iov_base + offset;
718                 len = iv[seg].iov_len - offset;
719                 size = ((base & ~PAGE_MASK) + len + ~PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
720                 pages += size;
721                 offset = 0;
722         }
723
724         return pages;
725 }
726
727 /* Get packet from user space buffer */
728 static ssize_t macvtap_get_user(struct macvtap_queue *q, struct msghdr *m,
729                                 const struct iovec *iv, unsigned long total_len,
730                                 size_t count, int noblock)
731 {
732         struct sk_buff *skb;
733         struct macvlan_dev *vlan;
734         unsigned long len = total_len;
735         int err;
736         struct virtio_net_hdr vnet_hdr = { 0 };
737         int vnet_hdr_len = 0;
738         int copylen = 0;
739         bool zerocopy = false;
740         size_t linear;
741
742         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
743                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
744
745                 err = -EINVAL;
746                 if (len < vnet_hdr_len)
747                         goto err;
748                 len -= vnet_hdr_len;
749
750                 err = memcpy_fromiovecend((void *)&vnet_hdr, iv, 0,
751                                            sizeof(vnet_hdr));
752                 if (err < 0)
753                         goto err;
754                 if ((vnet_hdr.flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) &&
755                      vnet_hdr.csum_start + vnet_hdr.csum_offset + 2 >
756                                                         vnet_hdr.hdr_len)
757                         vnet_hdr.hdr_len = vnet_hdr.csum_start +
758                                                 vnet_hdr.csum_offset + 2;
759                 err = -EINVAL;
760                 if (vnet_hdr.hdr_len > len)
761                         goto err;
762         }
763
764         err = -EINVAL;
765         if (unlikely(len < ETH_HLEN))
766                 goto err;
767
768         err = -EMSGSIZE;
769         if (unlikely(count > UIO_MAXIOV))
770                 goto err;
771
772         if (m && m->msg_control && sock_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY)) {
773                 copylen = vnet_hdr.hdr_len ? vnet_hdr.hdr_len : GOODCOPY_LEN;
774                 linear = copylen;
775                 if (iov_pages(iv, vnet_hdr_len + copylen, count)
776                     <= MAX_SKB_FRAGS)
777                         zerocopy = true;
778         }
779
780         if (!zerocopy) {
781                 copylen = len;
782                 linear = vnet_hdr.hdr_len;
783         }
784
785         skb = macvtap_alloc_skb(&q->sk, NET_IP_ALIGN, copylen,
786                                 linear, noblock, &err);
787         if (!skb)
788                 goto err;
789
790         if (zerocopy)
791                 err = zerocopy_sg_from_iovec(skb, iv, vnet_hdr_len, count);
792         else {
793                 err = skb_copy_datagram_from_iovec(skb, 0, iv, vnet_hdr_len,
794                                                    len);
795                 if (!err && m && m->msg_control) {
796                         struct ubuf_info *uarg = m->msg_control;
797                         uarg->callback(uarg, false);
798                 }
799         }
800
801         if (err)
802                 goto err_kfree;
803
804         skb_set_network_header(skb, ETH_HLEN);
805         skb_reset_mac_header(skb);
806         skb->protocol = eth_hdr(skb)->h_proto;
807
808         if (vnet_hdr_len) {
809                 err = macvtap_skb_from_vnet_hdr(skb, &vnet_hdr);
810                 if (err)
811                         goto err_kfree;
812         }
813
814         skb_probe_transport_header(skb, ETH_HLEN);
815
816         rcu_read_lock();
817         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
818         /* copy skb_ubuf_info for callback when skb has no error */
819         if (zerocopy) {
820                 skb_shinfo(skb)->destructor_arg = m->msg_control;
821                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_DEV_ZEROCOPY;
822                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_SHARED_FRAG;
823         }
824         if (vlan) {
825                 local_bh_disable();
826                 macvlan_start_xmit(skb, vlan->dev);
827                 local_bh_enable();
828         } else {
829                 kfree_skb(skb);
830         }
831         rcu_read_unlock();
832
833         return total_len;
834
835 err_kfree:
836         kfree_skb(skb);
837
838 err:
839         rcu_read_lock();
840         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
841         if (vlan)
842                 vlan->dev->stats.tx_dropped++;
843         rcu_read_unlock();
844
845         return err;
846 }
847
848 static ssize_t macvtap_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iv,
849                                  unsigned long count, loff_t pos)
850 {
851         struct file *file = iocb->ki_filp;
852         ssize_t result = -ENOLINK;
853         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
854
855         result = macvtap_get_user(q, NULL, iv, iov_length(iv, count), count,
856                                   file->f_flags & O_NONBLOCK);
857         return result;
858 }
859
860 /* Put packet to the user space buffer */
861 static ssize_t macvtap_put_user(struct macvtap_queue *q,
862                                 const struct sk_buff *skb,
863                                 const struct iovec *iv, int len)
864 {
865         struct macvlan_dev *vlan;
866         int ret;
867         int vnet_hdr_len = 0;
868         int vlan_offset = 0;
869         int copied;
870
871         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
872                 struct virtio_net_hdr vnet_hdr;
873                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
874                 if ((len -= vnet_hdr_len) < 0)
875                         return -EINVAL;
876
877                 ret = macvtap_skb_to_vnet_hdr(skb, &vnet_hdr);
878                 if (ret)
879                         return ret;
880
881                 if (memcpy_toiovecend(iv, (void *)&vnet_hdr, 0, sizeof(vnet_hdr)))
882                         return -EFAULT;
883         }
884         copied = vnet_hdr_len;
885
886         if (!vlan_tx_tag_present(skb))
887                 len = min_t(int, skb->len, len);
888         else {
889                 int copy;
890                 struct {
891                         __be16 h_vlan_proto;
892                         __be16 h_vlan_TCI;
893                 } veth;
894                 veth.h_vlan_proto = skb->vlan_proto;
895                 veth.h_vlan_TCI = htons(vlan_tx_tag_get(skb));
896
897                 vlan_offset = offsetof(struct vlan_ethhdr, h_vlan_proto);
898                 len = min_t(int, skb->len + VLAN_HLEN, len);
899
900                 copy = min_t(int, vlan_offset, len);
901                 ret = skb_copy_datagram_const_iovec(skb, 0, iv, copied, copy);
902                 len -= copy;
903                 copied += copy;
904                 if (ret || !len)
905                         goto done;
906
907                 copy = min_t(int, sizeof(veth), len);
908                 ret = memcpy_toiovecend(iv, (void *)&veth, copied, copy);
909                 len -= copy;
910                 copied += copy;
911                 if (ret || !len)
912                         goto done;
913         }
914
915         ret = skb_copy_datagram_const_iovec(skb, vlan_offset, iv, copied, len);
916         copied += len;
917
918 done:
919         rcu_read_lock();
920         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
921         if (vlan) {
922                 preempt_disable();
923                 macvlan_count_rx(vlan, copied - vnet_hdr_len, ret == 0, 0);
924                 preempt_enable();
925         }
926         rcu_read_unlock();
927
928         return ret ? ret : copied;
929 }
930
931 static ssize_t macvtap_do_read(struct macvtap_queue *q, struct kiocb *iocb,
932                                const struct iovec *iv, unsigned long len,
933                                int noblock)
934 {
935         DEFINE_WAIT(wait);
936         struct sk_buff *skb;
937         ssize_t ret = 0;
938
939         while (len) {
940                 if (!noblock)
941                         prepare_to_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait,
942                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
943
944                 /* Read frames from the queue */
945                 skb = skb_dequeue(&q->sk.sk_receive_queue);
946                 if (!skb) {
947                         if (noblock) {
948                                 ret = -EAGAIN;
949                                 break;
950                         }
951                         if (signal_pending(current)) {
952                                 ret = -ERESTARTSYS;
953                                 break;
954                         }
955                         /* Nothing to read, let's sleep */
956                         schedule();
957                         continue;
958                 }
959                 ret = macvtap_put_user(q, skb, iv, len);
960                 kfree_skb(skb);
961                 break;
962         }
963
964         if (!noblock)
965                 finish_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait);
966         return ret;
967 }
968
969 static ssize_t macvtap_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iv,
970                                 unsigned long count, loff_t pos)
971 {
972         struct file *file = iocb->ki_filp;
973         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
974         ssize_t len, ret = 0;
975
976         len = iov_length(iv, count);
977         if (len < 0) {
978                 ret = -EINVAL;
979                 goto out;
980         }
981
982         ret = macvtap_do_read(q, iocb, iv, len, file->f_flags & O_NONBLOCK);
983         ret = min_t(ssize_t, ret, len); /* XXX copied from tun.c. Why? */
984 out:
985         return ret;
986 }
987
988 static struct macvlan_dev *macvtap_get_vlan(struct macvtap_queue *q)
989 {
990         struct macvlan_dev *vlan;
991
992         ASSERT_RTNL();
993         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
994         if (vlan)
995                 dev_hold(vlan->dev);
996
997         return vlan;
998 }
999
1000 static void macvtap_put_vlan(struct macvlan_dev *vlan)
1001 {
1002         dev_put(vlan->dev);
1003 }
1004
1005 static int macvtap_ioctl_set_queue(struct file *file, unsigned int flags)
1006 {
1007         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
1008         struct macvlan_dev *vlan;
1009         int ret;
1010
1011         vlan = macvtap_get_vlan(q);
1012         if (!vlan)
1013                 return -EINVAL;
1014
1015         if (flags & IFF_ATTACH_QUEUE)
1016                 ret = macvtap_enable_queue(vlan->dev, file, q);
1017         else if (flags & IFF_DETACH_QUEUE)
1018                 ret = macvtap_disable_queue(q);
1019         else
1020                 ret = -EINVAL;
1021
1022         macvtap_put_vlan(vlan);
1023         return ret;
1024 }
1025
1026 static int set_offload(struct macvtap_queue *q, unsigned long arg)
1027 {
1028         struct macvlan_dev *vlan;
1029         netdev_features_t features;
1030         netdev_features_t feature_mask = 0;
1031
1032         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
1033         if (!vlan)
1034                 return -ENOLINK;
1035
1036         features = vlan->dev->features;
1037
1038         if (arg & TUN_F_CSUM) {
1039                 feature_mask = NETIF_F_HW_CSUM;
1040
1041                 if (arg & (TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6)) {
1042                         if (arg & TUN_F_TSO_ECN)
1043                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO_ECN;
1044                         if (arg & TUN_F_TSO4)
1045                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO;
1046                         if (arg & TUN_F_TSO6)
1047                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO6;
1048                 }
1049
1050                 if (arg & TUN_F_UFO)
1051                         feature_mask |= NETIF_F_UFO;
1052         }
1053
1054         /* tun/tap driver inverts the usage for TSO offloads, where
1055          * setting the TSO bit means that the userspace wants to
1056          * accept TSO frames and turning it off means that user space
1057          * does not support TSO.
1058          * For macvtap, we have to invert it to mean the same thing.
1059          * When user space turns off TSO, we turn off GSO/LRO so that
1060          * user-space will not receive TSO frames.
1061          */
1062         if (feature_mask & (NETIF_F_TSO | NETIF_F_TSO6 | NETIF_F_UFO))
1063                 features |= RX_OFFLOADS;
1064         else
1065                 features &= ~RX_OFFLOADS;
1066
1067         /* tap_features are the same as features on tun/tap and
1068          * reflect user expectations.
1069          */
1070         vlan->tap_features = feature_mask;
1071         vlan->set_features = features;
1072         netdev_update_features(vlan->dev);
1073
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * provide compatibility with generic tun/tap interface
1079  */
1080 static long macvtap_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1081                           unsigned long arg)
1082 {
1083         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
1084         struct macvlan_dev *vlan;
1085         void __user *argp = (void __user *)arg;
1086         struct ifreq __user *ifr = argp;
1087         unsigned int __user *up = argp;
1088         unsigned int u;
1089         int __user *sp = argp;
1090         int s;
1091         int ret;
1092
1093         switch (cmd) {
1094         case TUNSETIFF:
1095                 /* ignore the name, just look at flags */
1096                 if (get_user(u, &ifr->ifr_flags))
1097                         return -EFAULT;
1098
1099                 ret = 0;
1100                 if ((u & ~(IFF_VNET_HDR | IFF_MULTI_QUEUE)) !=
1101                     (IFF_NO_PI | IFF_TAP))
1102                         ret = -EINVAL;
1103                 else
1104                         q->flags = u;
1105
1106                 return ret;
1107
1108         case TUNGETIFF:
1109                 rtnl_lock();
1110                 vlan = macvtap_get_vlan(q);
1111                 if (!vlan) {
1112                         rtnl_unlock();
1113                         return -ENOLINK;
1114                 }
1115
1116                 ret = 0;
1117                 if (copy_to_user(&ifr->ifr_name, vlan->dev->name, IFNAMSIZ) ||
1118                     put_user(q->flags, &ifr->ifr_flags))
1119                         ret = -EFAULT;
1120                 macvtap_put_vlan(vlan);
1121                 rtnl_unlock();
1122                 return ret;
1123
1124         case TUNSETQUEUE:
1125                 if (get_user(u, &ifr->ifr_flags))
1126                         return -EFAULT;
1127                 rtnl_lock();
1128                 ret = macvtap_ioctl_set_queue(file, u);
1129                 rtnl_unlock();
1130                 return ret;
1131
1132         case TUNGETFEATURES:
1133                 if (put_user(IFF_TAP | IFF_NO_PI | IFF_VNET_HDR |
1134                              IFF_MULTI_QUEUE, up))
1135                         return -EFAULT;
1136                 return 0;
1137
1138         case TUNSETSNDBUF:
1139                 if (get_user(u, up))
1140                         return -EFAULT;
1141
1142                 q->sk.sk_sndbuf = u;
1143                 return 0;
1144
1145         case TUNGETVNETHDRSZ:
1146                 s = q->vnet_hdr_sz;
1147                 if (put_user(s, sp))
1148                         return -EFAULT;
1149                 return 0;
1150
1151         case TUNSETVNETHDRSZ:
1152                 if (get_user(s, sp))
1153                         return -EFAULT;
1154                 if (s < (int)sizeof(struct virtio_net_hdr))
1155                         return -EINVAL;
1156
1157                 q->vnet_hdr_sz = s;
1158                 return 0;
1159
1160         case TUNSETOFFLOAD:
1161                 /* let the user check for future flags */
1162                 if (arg & ~(TUN_F_CSUM | TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6 |
1163                             TUN_F_TSO_ECN | TUN_F_UFO))
1164                         return -EINVAL;
1165
1166                 /* TODO: only accept frames with the features that
1167                          got enabled for forwarded frames */
1168                 if (!(q->flags & IFF_VNET_HDR))
1169                         return  -EINVAL;
1170                 rtnl_lock();
1171                 ret = set_offload(q, arg);
1172                 rtnl_unlock();
1173                 return ret;
1174
1175         default:
1176                 return -EINVAL;
1177         }
1178 }
1179
1180 #ifdef CONFIG_COMPAT
1181 static long macvtap_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1182                                  unsigned long arg)
1183 {
1184         return macvtap_ioctl(file, cmd, (unsigned long)compat_ptr(arg));
1185 }
1186 #endif
1187
1188 static const struct file_operations macvtap_fops = {
1189         .owner          = THIS_MODULE,
1190         .open           = macvtap_open,
1191         .release        = macvtap_release,
1192         .aio_read       = macvtap_aio_read,
1193         .aio_write      = macvtap_aio_write,
1194         .poll           = macvtap_poll,
1195         .llseek         = no_llseek,
1196         .unlocked_ioctl = macvtap_ioctl,
1197 #ifdef CONFIG_COMPAT
1198         .compat_ioctl   = macvtap_compat_ioctl,
1199 #endif
1200 };
1201
1202 static int macvtap_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock,
1203                            struct msghdr *m, size_t total_len)
1204 {
1205         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1206         return macvtap_get_user(q, m, m->msg_iov, total_len, m->msg_iovlen,
1207                             m->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
1208 }
1209
1210 static int macvtap_recvmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock,
1211                            struct msghdr *m, size_t total_len,
1212                            int flags)
1213 {
1214         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1215         int ret;
1216         if (flags & ~(MSG_DONTWAIT|MSG_TRUNC))
1217                 return -EINVAL;
1218         ret = macvtap_do_read(q, iocb, m->msg_iov, total_len,
1219                           flags & MSG_DONTWAIT);
1220         if (ret > total_len) {
1221                 m->msg_flags |= MSG_TRUNC;
1222                 ret = flags & MSG_TRUNC ? ret : total_len;
1223         }
1224         return ret;
1225 }
1226
1227 /* Ops structure to mimic raw sockets with tun */
1228 static const struct proto_ops macvtap_socket_ops = {
1229         .sendmsg = macvtap_sendmsg,
1230         .recvmsg = macvtap_recvmsg,
1231 };
1232
1233 /* Get an underlying socket object from tun file.  Returns error unless file is
1234  * attached to a device.  The returned object works like a packet socket, it
1235  * can be used for sock_sendmsg/sock_recvmsg.  The caller is responsible for
1236  * holding a reference to the file for as long as the socket is in use. */
1237 struct socket *macvtap_get_socket(struct file *file)
1238 {
1239         struct macvtap_queue *q;
1240         if (file->f_op != &macvtap_fops)
1241                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1242         q = file->private_data;
1243         if (!q)
1244                 return ERR_PTR(-EBADFD);
1245         return &q->sock;
1246 }
1247 EXPORT_SYMBOL_GPL(macvtap_get_socket);
1248
1249 static int macvtap_device_event(struct notifier_block *unused,
1250                                 unsigned long event, void *ptr)
1251 {
1252         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1253         struct macvlan_dev *vlan;
1254         struct device *classdev;
1255         dev_t devt;
1256         int err;
1257
1258         if (dev->rtnl_link_ops != &macvtap_link_ops)
1259                 return NOTIFY_DONE;
1260
1261         vlan = netdev_priv(dev);
1262
1263         switch (event) {
1264         case NETDEV_REGISTER:
1265                 /* Create the device node here after the network device has
1266                  * been registered but before register_netdevice has
1267                  * finished running.
1268                  */
1269                 err = macvtap_get_minor(vlan);
1270                 if (err)
1271                         return notifier_from_errno(err);
1272
1273                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1274                 classdev = device_create(macvtap_class, &dev->dev, devt,
1275                                          dev, "tap%d", dev->ifindex);
1276                 if (IS_ERR(classdev)) {
1277                         macvtap_free_minor(vlan);
1278                         return notifier_from_errno(PTR_ERR(classdev));
1279                 }
1280                 break;
1281         case NETDEV_UNREGISTER:
1282                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1283                 device_destroy(macvtap_class, devt);
1284                 macvtap_free_minor(vlan);
1285                 break;
1286         }
1287
1288         return NOTIFY_DONE;
1289 }
1290
1291 static struct notifier_block macvtap_notifier_block __read_mostly = {
1292         .notifier_call  = macvtap_device_event,
1293 };
1294
1295 static int macvtap_init(void)
1296 {
1297         int err;
1298
1299         err = alloc_chrdev_region(&macvtap_major, 0,
1300                                 MACVTAP_NUM_DEVS, "macvtap");
1301         if (err)
1302                 goto out1;
1303
1304         cdev_init(&macvtap_cdev, &macvtap_fops);
1305         err = cdev_add(&macvtap_cdev, macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1306         if (err)
1307                 goto out2;
1308
1309         macvtap_class = class_create(THIS_MODULE, "macvtap");
1310         if (IS_ERR(macvtap_class)) {
1311                 err = PTR_ERR(macvtap_class);
1312                 goto out3;
1313         }
1314
1315         err = register_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1316         if (err)
1317                 goto out4;
1318
1319         err = macvlan_link_register(&macvtap_link_ops);
1320         if (err)
1321                 goto out5;
1322
1323         return 0;
1324
1325 out5:
1326         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1327 out4:
1328         class_unregister(macvtap_class);
1329 out3:
1330         cdev_del(&macvtap_cdev);
1331 out2:
1332         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1333 out1:
1334         return err;
1335 }
1336 module_init(macvtap_init);
1337
1338 static void macvtap_exit(void)
1339 {
1340         rtnl_link_unregister(&macvtap_link_ops);
1341         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1342         class_unregister(macvtap_class);
1343         cdev_del(&macvtap_cdev);
1344         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1345 }
1346 module_exit(macvtap_exit);
1347
1348 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("macvtap");
1349 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>");
1350 MODULE_LICENSE("GPL");