]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/net/macvtap.c
macvtap: Ignore tap features when VNET_HDR is off
[~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.  This only works if VNET_HDR is
294          * enabled.
295          */
296         if (q->flags & IFF_VNET_HDR)
297                 features |= vlan->tap_features;
298         if (netif_needs_gso(skb, features)) {
299                 struct sk_buff *segs = __skb_gso_segment(skb, features, false);
300
301                 if (IS_ERR(segs))
302                         goto drop;
303
304                 if (!segs) {
305                         skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, skb);
306                         goto wake_up;
307                 }
308
309                 kfree_skb(skb);
310                 while (segs) {
311                         struct sk_buff *nskb = segs->next;
312
313                         segs->next = NULL;
314                         skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, segs);
315                         segs = nskb;
316                 }
317         } else {
318                 skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, skb);
319         }
320
321 wake_up:
322         wake_up_interruptible_poll(sk_sleep(&q->sk), POLLIN | POLLRDNORM | POLLRDBAND);
323         return NET_RX_SUCCESS;
324
325 drop:
326         kfree_skb(skb);
327         return NET_RX_DROP;
328 }
329
330 /*
331  * Receive is for data from the external interface (lowerdev),
332  * in case of macvtap, we can treat that the same way as
333  * forward, which macvlan cannot.
334  */
335 static int macvtap_receive(struct sk_buff *skb)
336 {
337         skb_push(skb, ETH_HLEN);
338         return macvtap_forward(skb->dev, skb);
339 }
340
341 static int macvtap_get_minor(struct macvlan_dev *vlan)
342 {
343         int retval = -ENOMEM;
344
345         mutex_lock(&minor_lock);
346         retval = idr_alloc(&minor_idr, vlan, 1, MACVTAP_NUM_DEVS, GFP_KERNEL);
347         if (retval >= 0) {
348                 vlan->minor = retval;
349         } else if (retval == -ENOSPC) {
350                 printk(KERN_ERR "too many macvtap devices\n");
351                 retval = -EINVAL;
352         }
353         mutex_unlock(&minor_lock);
354         return retval < 0 ? retval : 0;
355 }
356
357 static void macvtap_free_minor(struct macvlan_dev *vlan)
358 {
359         mutex_lock(&minor_lock);
360         if (vlan->minor) {
361                 idr_remove(&minor_idr, vlan->minor);
362                 vlan->minor = 0;
363         }
364         mutex_unlock(&minor_lock);
365 }
366
367 static struct net_device *dev_get_by_macvtap_minor(int minor)
368 {
369         struct net_device *dev = NULL;
370         struct macvlan_dev *vlan;
371
372         mutex_lock(&minor_lock);
373         vlan = idr_find(&minor_idr, minor);
374         if (vlan) {
375                 dev = vlan->dev;
376                 dev_hold(dev);
377         }
378         mutex_unlock(&minor_lock);
379         return dev;
380 }
381
382 static int macvtap_newlink(struct net *src_net,
383                            struct net_device *dev,
384                            struct nlattr *tb[],
385                            struct nlattr *data[])
386 {
387         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
388         INIT_LIST_HEAD(&vlan->queue_list);
389
390         /* Since macvlan supports all offloads by default, make
391          * tap support all offloads also.
392          */
393         vlan->tap_features = TUN_OFFLOADS;
394
395         /* Don't put anything that may fail after macvlan_common_newlink
396          * because we can't undo what it does.
397          */
398         return macvlan_common_newlink(src_net, dev, tb, data,
399                                       macvtap_receive, macvtap_forward);
400 }
401
402 static void macvtap_dellink(struct net_device *dev,
403                             struct list_head *head)
404 {
405         macvtap_del_queues(dev);
406         macvlan_dellink(dev, head);
407 }
408
409 static void macvtap_setup(struct net_device *dev)
410 {
411         macvlan_common_setup(dev);
412         dev->tx_queue_len = TUN_READQ_SIZE;
413 }
414
415 static struct rtnl_link_ops macvtap_link_ops __read_mostly = {
416         .kind           = "macvtap",
417         .setup          = macvtap_setup,
418         .newlink        = macvtap_newlink,
419         .dellink        = macvtap_dellink,
420 };
421
422
423 static void macvtap_sock_write_space(struct sock *sk)
424 {
425         wait_queue_head_t *wqueue;
426
427         if (!sock_writeable(sk) ||
428             !test_and_clear_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags))
429                 return;
430
431         wqueue = sk_sleep(sk);
432         if (wqueue && waitqueue_active(wqueue))
433                 wake_up_interruptible_poll(wqueue, POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND);
434 }
435
436 static void macvtap_sock_destruct(struct sock *sk)
437 {
438         skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
439 }
440
441 static int macvtap_open(struct inode *inode, struct file *file)
442 {
443         struct net *net = current->nsproxy->net_ns;
444         struct net_device *dev = dev_get_by_macvtap_minor(iminor(inode));
445         struct macvtap_queue *q;
446         int err;
447
448         err = -ENODEV;
449         if (!dev)
450                 goto out;
451
452         err = -ENOMEM;
453         q = (struct macvtap_queue *)sk_alloc(net, AF_UNSPEC, GFP_KERNEL,
454                                              &macvtap_proto);
455         if (!q)
456                 goto out;
457
458         RCU_INIT_POINTER(q->sock.wq, &q->wq);
459         init_waitqueue_head(&q->wq.wait);
460         q->sock.type = SOCK_RAW;
461         q->sock.state = SS_CONNECTED;
462         q->sock.file = file;
463         q->sock.ops = &macvtap_socket_ops;
464         sock_init_data(&q->sock, &q->sk);
465         q->sk.sk_write_space = macvtap_sock_write_space;
466         q->sk.sk_destruct = macvtap_sock_destruct;
467         q->flags = IFF_VNET_HDR | IFF_NO_PI | IFF_TAP;
468         q->vnet_hdr_sz = sizeof(struct virtio_net_hdr);
469
470         /*
471          * so far only KVM virtio_net uses macvtap, enable zero copy between
472          * guest kernel and host kernel when lower device supports zerocopy
473          *
474          * The macvlan supports zerocopy iff the lower device supports zero
475          * copy so we don't have to look at the lower device directly.
476          */
477         if ((dev->features & NETIF_F_HIGHDMA) && (dev->features & NETIF_F_SG))
478                 sock_set_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY);
479
480         err = macvtap_set_queue(dev, file, q);
481         if (err)
482                 sock_put(&q->sk);
483
484 out:
485         if (dev)
486                 dev_put(dev);
487
488         return err;
489 }
490
491 static int macvtap_release(struct inode *inode, struct file *file)
492 {
493         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
494         macvtap_put_queue(q);
495         return 0;
496 }
497
498 static unsigned int macvtap_poll(struct file *file, poll_table * wait)
499 {
500         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
501         unsigned int mask = POLLERR;
502
503         if (!q)
504                 goto out;
505
506         mask = 0;
507         poll_wait(file, &q->wq.wait, wait);
508
509         if (!skb_queue_empty(&q->sk.sk_receive_queue))
510                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
511
512         if (sock_writeable(&q->sk) ||
513             (!test_and_set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &q->sock.flags) &&
514              sock_writeable(&q->sk)))
515                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
516
517 out:
518         return mask;
519 }
520
521 static inline struct sk_buff *macvtap_alloc_skb(struct sock *sk, size_t prepad,
522                                                 size_t len, size_t linear,
523                                                 int noblock, int *err)
524 {
525         struct sk_buff *skb;
526
527         /* Under a page?  Don't bother with paged skb. */
528         if (prepad + len < PAGE_SIZE || !linear)
529                 linear = len;
530
531         skb = sock_alloc_send_pskb(sk, prepad + linear, len - linear, noblock,
532                                    err);
533         if (!skb)
534                 return NULL;
535
536         skb_reserve(skb, prepad);
537         skb_put(skb, linear);
538         skb->data_len = len - linear;
539         skb->len += len - linear;
540
541         return skb;
542 }
543
544 /* set skb frags from iovec, this can move to core network code for reuse */
545 static int zerocopy_sg_from_iovec(struct sk_buff *skb, const struct iovec *from,
546                                   int offset, size_t count)
547 {
548         int len = iov_length(from, count) - offset;
549         int copy = skb_headlen(skb);
550         int size, offset1 = 0;
551         int i = 0;
552
553         /* Skip over from offset */
554         while (count && (offset >= from->iov_len)) {
555                 offset -= from->iov_len;
556                 ++from;
557                 --count;
558         }
559
560         /* copy up to skb headlen */
561         while (count && (copy > 0)) {
562                 size = min_t(unsigned int, copy, from->iov_len - offset);
563                 if (copy_from_user(skb->data + offset1, from->iov_base + offset,
564                                    size))
565                         return -EFAULT;
566                 if (copy > size) {
567                         ++from;
568                         --count;
569                         offset = 0;
570                 } else
571                         offset += size;
572                 copy -= size;
573                 offset1 += size;
574         }
575
576         if (len == offset1)
577                 return 0;
578
579         while (count--) {
580                 struct page *page[MAX_SKB_FRAGS];
581                 int num_pages;
582                 unsigned long base;
583                 unsigned long truesize;
584
585                 len = from->iov_len - offset;
586                 if (!len) {
587                         offset = 0;
588                         ++from;
589                         continue;
590                 }
591                 base = (unsigned long)from->iov_base + offset;
592                 size = ((base & ~PAGE_MASK) + len + ~PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
593                 if (i + size > MAX_SKB_FRAGS)
594                         return -EMSGSIZE;
595                 num_pages = get_user_pages_fast(base, size, 0, &page[i]);
596                 if (num_pages != size) {
597                         int j;
598
599                         for (j = 0; j < num_pages; j++)
600                                 put_page(page[i + j]);
601                         return -EFAULT;
602                 }
603                 truesize = size * PAGE_SIZE;
604                 skb->data_len += len;
605                 skb->len += len;
606                 skb->truesize += truesize;
607                 atomic_add(truesize, &skb->sk->sk_wmem_alloc);
608                 while (len) {
609                         int off = base & ~PAGE_MASK;
610                         int size = min_t(int, len, PAGE_SIZE - off);
611                         __skb_fill_page_desc(skb, i, page[i], off, size);
612                         skb_shinfo(skb)->nr_frags++;
613                         /* increase sk_wmem_alloc */
614                         base += size;
615                         len -= size;
616                         i++;
617                 }
618                 offset = 0;
619                 ++from;
620         }
621         return 0;
622 }
623
624 /*
625  * macvtap_skb_from_vnet_hdr and macvtap_skb_to_vnet_hdr should
626  * be shared with the tun/tap driver.
627  */
628 static int macvtap_skb_from_vnet_hdr(struct sk_buff *skb,
629                                      struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
630 {
631         unsigned short gso_type = 0;
632         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
633                 switch (vnet_hdr->gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN) {
634                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
635                         gso_type = SKB_GSO_TCPV4;
636                         break;
637                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
638                         gso_type = SKB_GSO_TCPV6;
639                         break;
640                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP:
641                         gso_type = SKB_GSO_UDP;
642                         break;
643                 default:
644                         return -EINVAL;
645                 }
646
647                 if (vnet_hdr->gso_type & VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN)
648                         gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
649
650                 if (vnet_hdr->gso_size == 0)
651                         return -EINVAL;
652         }
653
654         if (vnet_hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) {
655                 if (!skb_partial_csum_set(skb, vnet_hdr->csum_start,
656                                           vnet_hdr->csum_offset))
657                         return -EINVAL;
658         }
659
660         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
661                 skb_shinfo(skb)->gso_size = vnet_hdr->gso_size;
662                 skb_shinfo(skb)->gso_type = gso_type;
663
664                 /* Header must be checked, and gso_segs computed. */
665                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_DODGY;
666                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = 0;
667         }
668         return 0;
669 }
670
671 static int macvtap_skb_to_vnet_hdr(const struct sk_buff *skb,
672                                    struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
673 {
674         memset(vnet_hdr, 0, sizeof(*vnet_hdr));
675
676         if (skb_is_gso(skb)) {
677                 struct skb_shared_info *sinfo = skb_shinfo(skb);
678
679                 /* This is a hint as to how much should be linear. */
680                 vnet_hdr->hdr_len = skb_headlen(skb);
681                 vnet_hdr->gso_size = sinfo->gso_size;
682                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV4)
683                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4;
684                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV6)
685                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
686                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_UDP)
687                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP;
688                 else
689                         BUG();
690                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCP_ECN)
691                         vnet_hdr->gso_type |= VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
692         } else
693                 vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
694
695         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
696                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
697                 vnet_hdr->csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
698                 vnet_hdr->csum_offset = skb->csum_offset;
699         } else if (skb->ip_summed == CHECKSUM_UNNECESSARY) {
700                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID;
701         } /* else everything is zero */
702
703         return 0;
704 }
705
706 static unsigned long iov_pages(const struct iovec *iv, int offset,
707                                unsigned long nr_segs)
708 {
709         unsigned long seg, base;
710         int pages = 0, len, size;
711
712         while (nr_segs && (offset >= iv->iov_len)) {
713                 offset -= iv->iov_len;
714                 ++iv;
715                 --nr_segs;
716         }
717
718         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
719                 base = (unsigned long)iv[seg].iov_base + offset;
720                 len = iv[seg].iov_len - offset;
721                 size = ((base & ~PAGE_MASK) + len + ~PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
722                 pages += size;
723                 offset = 0;
724         }
725
726         return pages;
727 }
728
729 /* Get packet from user space buffer */
730 static ssize_t macvtap_get_user(struct macvtap_queue *q, struct msghdr *m,
731                                 const struct iovec *iv, unsigned long total_len,
732                                 size_t count, int noblock)
733 {
734         struct sk_buff *skb;
735         struct macvlan_dev *vlan;
736         unsigned long len = total_len;
737         int err;
738         struct virtio_net_hdr vnet_hdr = { 0 };
739         int vnet_hdr_len = 0;
740         int copylen = 0;
741         bool zerocopy = false;
742         size_t linear;
743
744         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
745                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
746
747                 err = -EINVAL;
748                 if (len < vnet_hdr_len)
749                         goto err;
750                 len -= vnet_hdr_len;
751
752                 err = memcpy_fromiovecend((void *)&vnet_hdr, iv, 0,
753                                            sizeof(vnet_hdr));
754                 if (err < 0)
755                         goto err;
756                 if ((vnet_hdr.flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) &&
757                      vnet_hdr.csum_start + vnet_hdr.csum_offset + 2 >
758                                                         vnet_hdr.hdr_len)
759                         vnet_hdr.hdr_len = vnet_hdr.csum_start +
760                                                 vnet_hdr.csum_offset + 2;
761                 err = -EINVAL;
762                 if (vnet_hdr.hdr_len > len)
763                         goto err;
764         }
765
766         err = -EINVAL;
767         if (unlikely(len < ETH_HLEN))
768                 goto err;
769
770         err = -EMSGSIZE;
771         if (unlikely(count > UIO_MAXIOV))
772                 goto err;
773
774         if (m && m->msg_control && sock_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY)) {
775                 copylen = vnet_hdr.hdr_len ? vnet_hdr.hdr_len : GOODCOPY_LEN;
776                 linear = copylen;
777                 if (iov_pages(iv, vnet_hdr_len + copylen, count)
778                     <= MAX_SKB_FRAGS)
779                         zerocopy = true;
780         }
781
782         if (!zerocopy) {
783                 copylen = len;
784                 linear = vnet_hdr.hdr_len;
785         }
786
787         skb = macvtap_alloc_skb(&q->sk, NET_IP_ALIGN, copylen,
788                                 linear, noblock, &err);
789         if (!skb)
790                 goto err;
791
792         if (zerocopy)
793                 err = zerocopy_sg_from_iovec(skb, iv, vnet_hdr_len, count);
794         else {
795                 err = skb_copy_datagram_from_iovec(skb, 0, iv, vnet_hdr_len,
796                                                    len);
797                 if (!err && m && m->msg_control) {
798                         struct ubuf_info *uarg = m->msg_control;
799                         uarg->callback(uarg, false);
800                 }
801         }
802
803         if (err)
804                 goto err_kfree;
805
806         skb_set_network_header(skb, ETH_HLEN);
807         skb_reset_mac_header(skb);
808         skb->protocol = eth_hdr(skb)->h_proto;
809
810         if (vnet_hdr_len) {
811                 err = macvtap_skb_from_vnet_hdr(skb, &vnet_hdr);
812                 if (err)
813                         goto err_kfree;
814         }
815
816         skb_probe_transport_header(skb, ETH_HLEN);
817
818         rcu_read_lock();
819         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
820         /* copy skb_ubuf_info for callback when skb has no error */
821         if (zerocopy) {
822                 skb_shinfo(skb)->destructor_arg = m->msg_control;
823                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_DEV_ZEROCOPY;
824                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_SHARED_FRAG;
825         }
826         if (vlan) {
827                 local_bh_disable();
828                 macvlan_start_xmit(skb, vlan->dev);
829                 local_bh_enable();
830         } else {
831                 kfree_skb(skb);
832         }
833         rcu_read_unlock();
834
835         return total_len;
836
837 err_kfree:
838         kfree_skb(skb);
839
840 err:
841         rcu_read_lock();
842         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
843         if (vlan)
844                 vlan->dev->stats.tx_dropped++;
845         rcu_read_unlock();
846
847         return err;
848 }
849
850 static ssize_t macvtap_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iv,
851                                  unsigned long count, loff_t pos)
852 {
853         struct file *file = iocb->ki_filp;
854         ssize_t result = -ENOLINK;
855         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
856
857         result = macvtap_get_user(q, NULL, iv, iov_length(iv, count), count,
858                                   file->f_flags & O_NONBLOCK);
859         return result;
860 }
861
862 /* Put packet to the user space buffer */
863 static ssize_t macvtap_put_user(struct macvtap_queue *q,
864                                 const struct sk_buff *skb,
865                                 const struct iovec *iv, int len)
866 {
867         struct macvlan_dev *vlan;
868         int ret;
869         int vnet_hdr_len = 0;
870         int vlan_offset = 0;
871         int copied;
872
873         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
874                 struct virtio_net_hdr vnet_hdr;
875                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
876                 if ((len -= vnet_hdr_len) < 0)
877                         return -EINVAL;
878
879                 ret = macvtap_skb_to_vnet_hdr(skb, &vnet_hdr);
880                 if (ret)
881                         return ret;
882
883                 if (memcpy_toiovecend(iv, (void *)&vnet_hdr, 0, sizeof(vnet_hdr)))
884                         return -EFAULT;
885         }
886         copied = vnet_hdr_len;
887
888         if (!vlan_tx_tag_present(skb))
889                 len = min_t(int, skb->len, len);
890         else {
891                 int copy;
892                 struct {
893                         __be16 h_vlan_proto;
894                         __be16 h_vlan_TCI;
895                 } veth;
896                 veth.h_vlan_proto = skb->vlan_proto;
897                 veth.h_vlan_TCI = htons(vlan_tx_tag_get(skb));
898
899                 vlan_offset = offsetof(struct vlan_ethhdr, h_vlan_proto);
900                 len = min_t(int, skb->len + VLAN_HLEN, len);
901
902                 copy = min_t(int, vlan_offset, len);
903                 ret = skb_copy_datagram_const_iovec(skb, 0, iv, copied, copy);
904                 len -= copy;
905                 copied += copy;
906                 if (ret || !len)
907                         goto done;
908
909                 copy = min_t(int, sizeof(veth), len);
910                 ret = memcpy_toiovecend(iv, (void *)&veth, copied, copy);
911                 len -= copy;
912                 copied += copy;
913                 if (ret || !len)
914                         goto done;
915         }
916
917         ret = skb_copy_datagram_const_iovec(skb, vlan_offset, iv, copied, len);
918         copied += len;
919
920 done:
921         rcu_read_lock();
922         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
923         if (vlan) {
924                 preempt_disable();
925                 macvlan_count_rx(vlan, copied - vnet_hdr_len, ret == 0, 0);
926                 preempt_enable();
927         }
928         rcu_read_unlock();
929
930         return ret ? ret : copied;
931 }
932
933 static ssize_t macvtap_do_read(struct macvtap_queue *q, struct kiocb *iocb,
934                                const struct iovec *iv, unsigned long len,
935                                int noblock)
936 {
937         DEFINE_WAIT(wait);
938         struct sk_buff *skb;
939         ssize_t ret = 0;
940
941         while (len) {
942                 if (!noblock)
943                         prepare_to_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait,
944                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
945
946                 /* Read frames from the queue */
947                 skb = skb_dequeue(&q->sk.sk_receive_queue);
948                 if (!skb) {
949                         if (noblock) {
950                                 ret = -EAGAIN;
951                                 break;
952                         }
953                         if (signal_pending(current)) {
954                                 ret = -ERESTARTSYS;
955                                 break;
956                         }
957                         /* Nothing to read, let's sleep */
958                         schedule();
959                         continue;
960                 }
961                 ret = macvtap_put_user(q, skb, iv, len);
962                 kfree_skb(skb);
963                 break;
964         }
965
966         if (!noblock)
967                 finish_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait);
968         return ret;
969 }
970
971 static ssize_t macvtap_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iv,
972                                 unsigned long count, loff_t pos)
973 {
974         struct file *file = iocb->ki_filp;
975         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
976         ssize_t len, ret = 0;
977
978         len = iov_length(iv, count);
979         if (len < 0) {
980                 ret = -EINVAL;
981                 goto out;
982         }
983
984         ret = macvtap_do_read(q, iocb, iv, len, file->f_flags & O_NONBLOCK);
985         ret = min_t(ssize_t, ret, len); /* XXX copied from tun.c. Why? */
986 out:
987         return ret;
988 }
989
990 static struct macvlan_dev *macvtap_get_vlan(struct macvtap_queue *q)
991 {
992         struct macvlan_dev *vlan;
993
994         ASSERT_RTNL();
995         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
996         if (vlan)
997                 dev_hold(vlan->dev);
998
999         return vlan;
1000 }
1001
1002 static void macvtap_put_vlan(struct macvlan_dev *vlan)
1003 {
1004         dev_put(vlan->dev);
1005 }
1006
1007 static int macvtap_ioctl_set_queue(struct file *file, unsigned int flags)
1008 {
1009         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
1010         struct macvlan_dev *vlan;
1011         int ret;
1012
1013         vlan = macvtap_get_vlan(q);
1014         if (!vlan)
1015                 return -EINVAL;
1016
1017         if (flags & IFF_ATTACH_QUEUE)
1018                 ret = macvtap_enable_queue(vlan->dev, file, q);
1019         else if (flags & IFF_DETACH_QUEUE)
1020                 ret = macvtap_disable_queue(q);
1021         else
1022                 ret = -EINVAL;
1023
1024         macvtap_put_vlan(vlan);
1025         return ret;
1026 }
1027
1028 static int set_offload(struct macvtap_queue *q, unsigned long arg)
1029 {
1030         struct macvlan_dev *vlan;
1031         netdev_features_t features;
1032         netdev_features_t feature_mask = 0;
1033
1034         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
1035         if (!vlan)
1036                 return -ENOLINK;
1037
1038         features = vlan->dev->features;
1039
1040         if (arg & TUN_F_CSUM) {
1041                 feature_mask = NETIF_F_HW_CSUM;
1042
1043                 if (arg & (TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6)) {
1044                         if (arg & TUN_F_TSO_ECN)
1045                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO_ECN;
1046                         if (arg & TUN_F_TSO4)
1047                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO;
1048                         if (arg & TUN_F_TSO6)
1049                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO6;
1050                 }
1051
1052                 if (arg & TUN_F_UFO)
1053                         feature_mask |= NETIF_F_UFO;
1054         }
1055
1056         /* tun/tap driver inverts the usage for TSO offloads, where
1057          * setting the TSO bit means that the userspace wants to
1058          * accept TSO frames and turning it off means that user space
1059          * does not support TSO.
1060          * For macvtap, we have to invert it to mean the same thing.
1061          * When user space turns off TSO, we turn off GSO/LRO so that
1062          * user-space will not receive TSO frames.
1063          */
1064         if (feature_mask & (NETIF_F_TSO | NETIF_F_TSO6 | NETIF_F_UFO))
1065                 features |= RX_OFFLOADS;
1066         else
1067                 features &= ~RX_OFFLOADS;
1068
1069         /* tap_features are the same as features on tun/tap and
1070          * reflect user expectations.
1071          */
1072         vlan->tap_features = feature_mask;
1073         vlan->set_features = features;
1074         netdev_update_features(vlan->dev);
1075
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * provide compatibility with generic tun/tap interface
1081  */
1082 static long macvtap_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1083                           unsigned long arg)
1084 {
1085         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
1086         struct macvlan_dev *vlan;
1087         void __user *argp = (void __user *)arg;
1088         struct ifreq __user *ifr = argp;
1089         unsigned int __user *up = argp;
1090         unsigned int u;
1091         int __user *sp = argp;
1092         int s;
1093         int ret;
1094
1095         switch (cmd) {
1096         case TUNSETIFF:
1097                 /* ignore the name, just look at flags */
1098                 if (get_user(u, &ifr->ifr_flags))
1099                         return -EFAULT;
1100
1101                 ret = 0;
1102                 if ((u & ~(IFF_VNET_HDR | IFF_MULTI_QUEUE)) !=
1103                     (IFF_NO_PI | IFF_TAP))
1104                         ret = -EINVAL;
1105                 else
1106                         q->flags = u;
1107
1108                 return ret;
1109
1110         case TUNGETIFF:
1111                 rtnl_lock();
1112                 vlan = macvtap_get_vlan(q);
1113                 if (!vlan) {
1114                         rtnl_unlock();
1115                         return -ENOLINK;
1116                 }
1117
1118                 ret = 0;
1119                 if (copy_to_user(&ifr->ifr_name, vlan->dev->name, IFNAMSIZ) ||
1120                     put_user(q->flags, &ifr->ifr_flags))
1121                         ret = -EFAULT;
1122                 macvtap_put_vlan(vlan);
1123                 rtnl_unlock();
1124                 return ret;
1125
1126         case TUNSETQUEUE:
1127                 if (get_user(u, &ifr->ifr_flags))
1128                         return -EFAULT;
1129                 rtnl_lock();
1130                 ret = macvtap_ioctl_set_queue(file, u);
1131                 rtnl_unlock();
1132                 return ret;
1133
1134         case TUNGETFEATURES:
1135                 if (put_user(IFF_TAP | IFF_NO_PI | IFF_VNET_HDR |
1136                              IFF_MULTI_QUEUE, up))
1137                         return -EFAULT;
1138                 return 0;
1139
1140         case TUNSETSNDBUF:
1141                 if (get_user(u, up))
1142                         return -EFAULT;
1143
1144                 q->sk.sk_sndbuf = u;
1145                 return 0;
1146
1147         case TUNGETVNETHDRSZ:
1148                 s = q->vnet_hdr_sz;
1149                 if (put_user(s, sp))
1150                         return -EFAULT;
1151                 return 0;
1152
1153         case TUNSETVNETHDRSZ:
1154                 if (get_user(s, sp))
1155                         return -EFAULT;
1156                 if (s < (int)sizeof(struct virtio_net_hdr))
1157                         return -EINVAL;
1158
1159                 q->vnet_hdr_sz = s;
1160                 return 0;
1161
1162         case TUNSETOFFLOAD:
1163                 /* let the user check for future flags */
1164                 if (arg & ~(TUN_F_CSUM | TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6 |
1165                             TUN_F_TSO_ECN | TUN_F_UFO))
1166                         return -EINVAL;
1167
1168                 rtnl_lock();
1169                 ret = set_offload(q, arg);
1170                 rtnl_unlock();
1171                 return ret;
1172
1173         default:
1174                 return -EINVAL;
1175         }
1176 }
1177
1178 #ifdef CONFIG_COMPAT
1179 static long macvtap_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1180                                  unsigned long arg)
1181 {
1182         return macvtap_ioctl(file, cmd, (unsigned long)compat_ptr(arg));
1183 }
1184 #endif
1185
1186 static const struct file_operations macvtap_fops = {
1187         .owner          = THIS_MODULE,
1188         .open           = macvtap_open,
1189         .release        = macvtap_release,
1190         .aio_read       = macvtap_aio_read,
1191         .aio_write      = macvtap_aio_write,
1192         .poll           = macvtap_poll,
1193         .llseek         = no_llseek,
1194         .unlocked_ioctl = macvtap_ioctl,
1195 #ifdef CONFIG_COMPAT
1196         .compat_ioctl   = macvtap_compat_ioctl,
1197 #endif
1198 };
1199
1200 static int macvtap_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock,
1201                            struct msghdr *m, size_t total_len)
1202 {
1203         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1204         return macvtap_get_user(q, m, m->msg_iov, total_len, m->msg_iovlen,
1205                             m->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
1206 }
1207
1208 static int macvtap_recvmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock,
1209                            struct msghdr *m, size_t total_len,
1210                            int flags)
1211 {
1212         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1213         int ret;
1214         if (flags & ~(MSG_DONTWAIT|MSG_TRUNC))
1215                 return -EINVAL;
1216         ret = macvtap_do_read(q, iocb, m->msg_iov, total_len,
1217                           flags & MSG_DONTWAIT);
1218         if (ret > total_len) {
1219                 m->msg_flags |= MSG_TRUNC;
1220                 ret = flags & MSG_TRUNC ? ret : total_len;
1221         }
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 /* Ops structure to mimic raw sockets with tun */
1226 static const struct proto_ops macvtap_socket_ops = {
1227         .sendmsg = macvtap_sendmsg,
1228         .recvmsg = macvtap_recvmsg,
1229 };
1230
1231 /* Get an underlying socket object from tun file.  Returns error unless file is
1232  * attached to a device.  The returned object works like a packet socket, it
1233  * can be used for sock_sendmsg/sock_recvmsg.  The caller is responsible for
1234  * holding a reference to the file for as long as the socket is in use. */
1235 struct socket *macvtap_get_socket(struct file *file)
1236 {
1237         struct macvtap_queue *q;
1238         if (file->f_op != &macvtap_fops)
1239                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1240         q = file->private_data;
1241         if (!q)
1242                 return ERR_PTR(-EBADFD);
1243         return &q->sock;
1244 }
1245 EXPORT_SYMBOL_GPL(macvtap_get_socket);
1246
1247 static int macvtap_device_event(struct notifier_block *unused,
1248                                 unsigned long event, void *ptr)
1249 {
1250         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1251         struct macvlan_dev *vlan;
1252         struct device *classdev;
1253         dev_t devt;
1254         int err;
1255
1256         if (dev->rtnl_link_ops != &macvtap_link_ops)
1257                 return NOTIFY_DONE;
1258
1259         vlan = netdev_priv(dev);
1260
1261         switch (event) {
1262         case NETDEV_REGISTER:
1263                 /* Create the device node here after the network device has
1264                  * been registered but before register_netdevice has
1265                  * finished running.
1266                  */
1267                 err = macvtap_get_minor(vlan);
1268                 if (err)
1269                         return notifier_from_errno(err);
1270
1271                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1272                 classdev = device_create(macvtap_class, &dev->dev, devt,
1273                                          dev, "tap%d", dev->ifindex);
1274                 if (IS_ERR(classdev)) {
1275                         macvtap_free_minor(vlan);
1276                         return notifier_from_errno(PTR_ERR(classdev));
1277                 }
1278                 break;
1279         case NETDEV_UNREGISTER:
1280                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1281                 device_destroy(macvtap_class, devt);
1282                 macvtap_free_minor(vlan);
1283                 break;
1284         }
1285
1286         return NOTIFY_DONE;
1287 }
1288
1289 static struct notifier_block macvtap_notifier_block __read_mostly = {
1290         .notifier_call  = macvtap_device_event,
1291 };
1292
1293 static int macvtap_init(void)
1294 {
1295         int err;
1296
1297         err = alloc_chrdev_region(&macvtap_major, 0,
1298                                 MACVTAP_NUM_DEVS, "macvtap");
1299         if (err)
1300                 goto out1;
1301
1302         cdev_init(&macvtap_cdev, &macvtap_fops);
1303         err = cdev_add(&macvtap_cdev, macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1304         if (err)
1305                 goto out2;
1306
1307         macvtap_class = class_create(THIS_MODULE, "macvtap");
1308         if (IS_ERR(macvtap_class)) {
1309                 err = PTR_ERR(macvtap_class);
1310                 goto out3;
1311         }
1312
1313         err = register_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1314         if (err)
1315                 goto out4;
1316
1317         err = macvlan_link_register(&macvtap_link_ops);
1318         if (err)
1319                 goto out5;
1320
1321         return 0;
1322
1323 out5:
1324         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1325 out4:
1326         class_unregister(macvtap_class);
1327 out3:
1328         cdev_del(&macvtap_cdev);
1329 out2:
1330         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1331 out1:
1332         return err;
1333 }
1334 module_init(macvtap_init);
1335
1336 static void macvtap_exit(void)
1337 {
1338         rtnl_link_unregister(&macvtap_link_ops);
1339         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1340         class_unregister(macvtap_class);
1341         cdev_del(&macvtap_cdev);
1342         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1343 }
1344 module_exit(macvtap_exit);
1345
1346 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("macvtap");
1347 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>");
1348 MODULE_LICENSE("GPL");