Documentation/networking/netdev-features.txt

   1 Netdev features mess and how to get out from it alive
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   4 Author:
   5         Michał Mirosław <mirq-linux@rere.qmqm.pl>
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   9  Part I: Feature sets
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  12 Long gone are the days when a network card would just take and give packets
  13 verbatim.  Today's devices add multiple features and bugs (read: offloads)
  14 that relieve an OS of various tasks like generating and checking checksums,
  15 splitting packets, classifying them.  Those capabilities and their state
  16 are commonly referred to as netdev features in Linux kernel world.
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  18 There are currently three sets of features relevant to the driver, and
  19 one used internally by network core:
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  21  1. netdev->hw_features set contains features whose state may possibly
  22     be changed (enabled or disabled) for a particular device by user's
  23     request.  This set should be initialized in ndo_init callback and not
  24     changed later.
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  26  2. netdev->features set contains features which are currently enabled
  27     for a device.  This should be changed only by network core or in
  28     error paths of ndo_set_features callback.
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  30  3. netdev->vlan_features set contains features whose state is inherited
  31     by child VLAN devices (limits netdev->features set).  This is currently
  32     used for all VLAN devices whether tags are stripped or inserted in
  33     hardware or software.
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  35  4. netdev->wanted_features set contains feature set requested by user.
  36     This set is filtered by ndo_fix_features callback whenever it or
  37     some device-specific conditions change. This set is internal to
  38     networking core and should not be referenced in drivers.
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  42  Part II: Controlling enabled features
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  45 When current feature set (netdev->features) is to be changed, new set
  46 is calculated and filtered by calling ndo_fix_features callback
  47 and netdev_fix_features(). If the resulting set differs from current
  48 set, it is passed to ndo_set_features callback and (if the callback
  49 returns success) replaces value stored in netdev->features.
  50 NETDEV_FEAT_CHANGE notification is issued after that whenever current
  51 set might have changed.
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  53 The following events trigger recalculation:
  54  1. device's registration, after ndo_init returned success
  55  2. user requested changes in features state
  56  3. netdev_update_features() is called
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  58 ndo_*_features callbacks are called with rtnl_lock held. Missing callbacks
  59 are treated as always returning success.
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  61 A driver that wants to trigger recalculation must do so by calling
  62 netdev_update_features() while holding rtnl_lock. This should not be done
  63 from ndo_*_features callbacks. netdev->features should not be modified by
  64 driver except by means of ndo_fix_features callback.
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  68  Part III: Implementation hints
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  71  * ndo_fix_features:
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  73 All dependencies between features should be resolved here. The resulting
  74 set can be reduced further by networking core imposed limitations (as coded
  75 in netdev_fix_features()). For this reason it is safer to disable a feature
  76 when its dependencies are not met instead of forcing the dependency on.
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  78 This callback should not modify hardware nor driver state (should be
  79 stateless).  It can be called multiple times between successive
  80 ndo_set_features calls.
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  82 Callback must not alter features contained in NETIF_F_SOFT_FEATURES or
  83 NETIF_F_NEVER_CHANGE sets. The exception is NETIF_F_VLAN_CHALLENGED but
  84 care must be taken as the change won't affect already configured VLANs.
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  86  * ndo_set_features:
  87
  88 Hardware should be reconfigured to match passed feature set. The set
  89 should not be altered unless some error condition happens that can't
  90 be reliably detected in ndo_fix_features. In this case, the callback
  91 should update netdev->features to match resulting hardware state.
  92 Errors returned are not (and cannot be) propagated anywhere except dmesg.
  93 (Note: successful return is zero, >0 means silent error.)
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  97  Part IV: Features
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 100 For current list of features, see include/linux/netdev_features.h.
 101 This section describes semantics of some of them.
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 103  * Transmit checksumming
 104
 105 For complete description, see comments near the top of include/linux/skbuff.h.
 106
 107 Note: NETIF_F_HW_CSUM is a superset of NETIF_F_IP_CSUM + NETIF_F_IPV6_CSUM.
 108 It means that device can fill TCP/UDP-like checksum anywhere in the packets
 109 whatever headers there might be.
 110
 111  * Transmit TCP segmentation offload
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 113 NETIF_F_TSO_ECN means that hardware can properly split packets with CWR bit
 114 set, be it TCPv4 (when NETIF_F_TSO is enabled) or TCPv6 (NETIF_F_TSO6).
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 116  * Transmit UDP segmentation offload
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 118 NETIF_F_GSO_UDP_L4 accepts a single UDP header with a payload that exceeds
 119 gso_size. On segmentation, it segments the payload on gso_size boundaries and
 120 replicates the network and UDP headers (fixing up the last one if less than
 121 gso_size).
 122
 123  * Transmit DMA from high memory
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 125 On platforms where this is relevant, NETIF_F_HIGHDMA signals that
 126 ndo_start_xmit can handle skbs with frags in high memory.
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 128  * Transmit scatter-gather
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 130 Those features say that ndo_start_xmit can handle fragmented skbs:
 131 NETIF_F_SG --- paged skbs (skb_shinfo()->frags), NETIF_F_FRAGLIST ---
 132 chained skbs (skb->next/prev list).
 133
 134  * Software features
 135
 136 Features contained in NETIF_F_SOFT_FEATURES are features of networking
 137 stack. Driver should not change behaviour based on them.
 138
 139  * LLTX driver (deprecated for hardware drivers)
 140
 141 NETIF_F_LLTX is meant to be used by drivers that don't need locking at all,
 142 e.g. software tunnels.
 143
 144 This is also used in a few legacy drivers that implement their
 145 own locking, don't use it for new (hardware) drivers.
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 147  * netns-local device
 148
 149 NETIF_F_NETNS_LOCAL is set for devices that are not allowed to move between
 150 network namespaces (e.g. loopback).
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 152 Don't use it in drivers.
 153
 154  * VLAN challenged
 155
 156 NETIF_F_VLAN_CHALLENGED should be set for devices which can't cope with VLAN
 157 headers. Some drivers set this because the cards can't handle the bigger MTU.
 158 [FIXME: Those cases could be fixed in VLAN code by allowing only reduced-MTU
 159 VLANs. This may be not useful, though.]
 160
 161 *  rx-fcs
 162
 163 This requests that the NIC append the Ethernet Frame Checksum (FCS)
 164 to the end of the skb data.  This allows sniffers and other tools to
 165 read the CRC recorded by the NIC on receipt of the packet.
 166
 167 *  rx-all
 168
 169 This requests that the NIC receive all possible frames, including errored
 170 frames (such as bad FCS, etc).  This can be helpful when sniffing a link with
 171 bad packets on it.  Some NICs may receive more packets if also put into normal
 172 PROMISC mode.
 173
 174 *  rx-gro-hw
 175
 176 This requests that the NIC enables Hardware GRO (generic receive offload).
 177 Hardware GRO is basically the exact reverse of TSO, and is generally
 178 stricter than Hardware LRO.  A packet stream merged by Hardware GRO must
 179 be re-segmentable by GSO or TSO back to the exact original packet stream.
 180 Hardware GRO is dependent on RXCSUM since every packet successfully merged
 181 by hardware must also have the checksum verified by hardware.