Merge tag 'armsoc-defconfig' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm...
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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/wait.h>
15 #include <linux/cdev.h>
16 #include <linux/idr.h>
17 #include <linux/fs.h>
18 #include <linux/uio.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 #define MACVTAP_FEATURES (IFF_VNET_HDR | IFF_MULTI_QUEUE)
49
50 #define MACVTAP_VNET_LE 0x80000000
51
52 static inline u16 macvtap16_to_cpu(struct macvtap_queue *q, __virtio16 val)
53 {
54         return __virtio16_to_cpu(q->flags & MACVTAP_VNET_LE, val);
55 }
56
57 static inline __virtio16 cpu_to_macvtap16(struct macvtap_queue *q, u16 val)
58 {
59         return __cpu_to_virtio16(q->flags & MACVTAP_VNET_LE, val);
60 }
61
62 static struct proto macvtap_proto = {
63         .name = "macvtap",
64         .owner = THIS_MODULE,
65         .obj_size = sizeof (struct macvtap_queue),
66 };
67
68 /*
69  * Variables for dealing with macvtaps device numbers.
70  */
71 static dev_t macvtap_major;
72 #define MACVTAP_NUM_DEVS (1U << MINORBITS)
73 static DEFINE_MUTEX(minor_lock);
74 static DEFINE_IDR(minor_idr);
75
76 #define GOODCOPY_LEN 128
77 static struct class *macvtap_class;
78 static struct cdev macvtap_cdev;
79
80 static const struct proto_ops macvtap_socket_ops;
81
82 #define TUN_OFFLOADS (NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_TSO_ECN | NETIF_F_TSO | \
83                       NETIF_F_TSO6 | NETIF_F_UFO)
84 #define RX_OFFLOADS (NETIF_F_GRO | NETIF_F_LRO)
85 #define TAP_FEATURES (NETIF_F_GSO | NETIF_F_SG)
86
87 static struct macvlan_dev *macvtap_get_vlan_rcu(const struct net_device *dev)
88 {
89         return rcu_dereference(dev->rx_handler_data);
90 }
91
92 /*
93  * RCU usage:
94  * The macvtap_queue and the macvlan_dev are loosely coupled, the
95  * pointers from one to the other can only be read while rcu_read_lock
96  * or rtnl is held.
97  *
98  * Both the file and the macvlan_dev hold a reference on the macvtap_queue
99  * through sock_hold(&q->sk). When the macvlan_dev goes away first,
100  * q->vlan becomes inaccessible. When the files gets closed,
101  * macvtap_get_queue() fails.
102  *
103  * There may still be references to the struct sock inside of the
104  * queue from outbound SKBs, but these never reference back to the
105  * file or the dev. The data structure is freed through __sk_free
106  * when both our references and any pending SKBs are gone.
107  */
108
109 static int macvtap_enable_queue(struct net_device *dev, struct file *file,
110                                 struct macvtap_queue *q)
111 {
112         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
113         int err = -EINVAL;
114
115         ASSERT_RTNL();
116
117         if (q->enabled)
118                 goto out;
119
120         err = 0;
121         rcu_assign_pointer(vlan->taps[vlan->numvtaps], q);
122         q->queue_index = vlan->numvtaps;
123         q->enabled = true;
124
125         vlan->numvtaps++;
126 out:
127         return err;
128 }
129
130 /* Requires RTNL */
131 static int macvtap_set_queue(struct net_device *dev, struct file *file,
132                              struct macvtap_queue *q)
133 {
134         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
135
136         if (vlan->numqueues == MAX_MACVTAP_QUEUES)
137                 return -EBUSY;
138
139         rcu_assign_pointer(q->vlan, vlan);
140         rcu_assign_pointer(vlan->taps[vlan->numvtaps], q);
141         sock_hold(&q->sk);
142
143         q->file = file;
144         q->queue_index = vlan->numvtaps;
145         q->enabled = true;
146         file->private_data = q;
147         list_add_tail(&q->next, &vlan->queue_list);
148
149         vlan->numvtaps++;
150         vlan->numqueues++;
151
152         return 0;
153 }
154
155 static int macvtap_disable_queue(struct macvtap_queue *q)
156 {
157         struct macvlan_dev *vlan;
158         struct macvtap_queue *nq;
159
160         ASSERT_RTNL();
161         if (!q->enabled)
162                 return -EINVAL;
163
164         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
165
166         if (vlan) {
167                 int index = q->queue_index;
168                 BUG_ON(index >= vlan->numvtaps);
169                 nq = rtnl_dereference(vlan->taps[vlan->numvtaps - 1]);
170                 nq->queue_index = index;
171
172                 rcu_assign_pointer(vlan->taps[index], nq);
173                 RCU_INIT_POINTER(vlan->taps[vlan->numvtaps - 1], NULL);
174                 q->enabled = false;
175
176                 vlan->numvtaps--;
177         }
178
179         return 0;
180 }
181
182 /*
183  * The file owning the queue got closed, give up both
184  * the reference that the files holds as well as the
185  * one from the macvlan_dev if that still exists.
186  *
187  * Using the spinlock makes sure that we don't get
188  * to the queue again after destroying it.
189  */
190 static void macvtap_put_queue(struct macvtap_queue *q)
191 {
192         struct macvlan_dev *vlan;
193
194         rtnl_lock();
195         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
196
197         if (vlan) {
198                 if (q->enabled)
199                         BUG_ON(macvtap_disable_queue(q));
200
201                 vlan->numqueues--;
202                 RCU_INIT_POINTER(q->vlan, NULL);
203                 sock_put(&q->sk);
204                 list_del_init(&q->next);
205         }
206
207         rtnl_unlock();
208
209         synchronize_rcu();
210         sock_put(&q->sk);
211 }
212
213 /*
214  * Select a queue based on the rxq of the device on which this packet
215  * arrived. If the incoming device is not mq, calculate a flow hash
216  * to select a queue. If all fails, find the first available queue.
217  * Cache vlan->numvtaps since it can become zero during the execution
218  * of this function.
219  */
220 static struct macvtap_queue *macvtap_get_queue(struct net_device *dev,
221                                                struct sk_buff *skb)
222 {
223         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
224         struct macvtap_queue *tap = NULL;
225         /* Access to taps array is protected by rcu, but access to numvtaps
226          * isn't. Below we use it to lookup a queue, but treat it as a hint
227          * and validate that the result isn't NULL - in case we are
228          * racing against queue removal.
229          */
230         int numvtaps = ACCESS_ONCE(vlan->numvtaps);
231         __u32 rxq;
232
233         if (!numvtaps)
234                 goto out;
235
236         /* Check if we can use flow to select a queue */
237         rxq = skb_get_hash(skb);
238         if (rxq) {
239                 tap = rcu_dereference(vlan->taps[rxq % numvtaps]);
240                 goto out;
241         }
242
243         if (likely(skb_rx_queue_recorded(skb))) {
244                 rxq = skb_get_rx_queue(skb);
245
246                 while (unlikely(rxq >= numvtaps))
247                         rxq -= numvtaps;
248
249                 tap = rcu_dereference(vlan->taps[rxq]);
250                 goto out;
251         }
252
253         tap = rcu_dereference(vlan->taps[0]);
254 out:
255         return tap;
256 }
257
258 /*
259  * The net_device is going away, give up the reference
260  * that it holds on all queues and safely set the pointer
261  * from the queues to NULL.
262  */
263 static void macvtap_del_queues(struct net_device *dev)
264 {
265         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
266         struct macvtap_queue *q, *tmp;
267
268         ASSERT_RTNL();
269         list_for_each_entry_safe(q, tmp, &vlan->queue_list, next) {
270                 list_del_init(&q->next);
271                 RCU_INIT_POINTER(q->vlan, NULL);
272                 if (q->enabled)
273                         vlan->numvtaps--;
274                 vlan->numqueues--;
275                 sock_put(&q->sk);
276         }
277         BUG_ON(vlan->numvtaps);
278         BUG_ON(vlan->numqueues);
279         /* guarantee that any future macvtap_set_queue will fail */
280         vlan->numvtaps = MAX_MACVTAP_QUEUES;
281 }
282
283 static rx_handler_result_t macvtap_handle_frame(struct sk_buff **pskb)
284 {
285         struct sk_buff *skb = *pskb;
286         struct net_device *dev = skb->dev;
287         struct macvlan_dev *vlan;
288         struct macvtap_queue *q;
289         netdev_features_t features = TAP_FEATURES;
290
291         vlan = macvtap_get_vlan_rcu(dev);
292         if (!vlan)
293                 return RX_HANDLER_PASS;
294
295         q = macvtap_get_queue(dev, skb);
296         if (!q)
297                 return RX_HANDLER_PASS;
298
299         if (skb_queue_len(&q->sk.sk_receive_queue) >= dev->tx_queue_len)
300                 goto drop;
301
302         skb_push(skb, ETH_HLEN);
303
304         /* Apply the forward feature mask so that we perform segmentation
305          * according to users wishes.  This only works if VNET_HDR is
306          * enabled.
307          */
308         if (q->flags & IFF_VNET_HDR)
309                 features |= vlan->tap_features;
310         if (netif_needs_gso(skb, features)) {
311                 struct sk_buff *segs = __skb_gso_segment(skb, features, false);
312
313                 if (IS_ERR(segs))
314                         goto drop;
315
316                 if (!segs) {
317                         skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, skb);
318                         goto wake_up;
319                 }
320
321                 kfree_skb(skb);
322                 while (segs) {
323                         struct sk_buff *nskb = segs->next;
324
325                         segs->next = NULL;
326                         skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, segs);
327                         segs = nskb;
328                 }
329         } else {
330                 /* If we receive a partial checksum and the tap side
331                  * doesn't support checksum offload, compute the checksum.
332                  * Note: it doesn't matter which checksum feature to
333                  *        check, we either support them all or none.
334                  */
335                 if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL &&
336                     !(features & NETIF_F_ALL_CSUM) &&
337                     skb_checksum_help(skb))
338                         goto drop;
339                 skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, skb);
340         }
341
342 wake_up:
343         wake_up_interruptible_poll(sk_sleep(&q->sk), POLLIN | POLLRDNORM | POLLRDBAND);
344         return RX_HANDLER_CONSUMED;
345
346 drop:
347         /* Count errors/drops only here, thus don't care about args. */
348         macvlan_count_rx(vlan, 0, 0, 0);
349         kfree_skb(skb);
350         return RX_HANDLER_CONSUMED;
351 }
352
353 static int macvtap_get_minor(struct macvlan_dev *vlan)
354 {
355         int retval = -ENOMEM;
356
357         mutex_lock(&minor_lock);
358         retval = idr_alloc(&minor_idr, vlan, 1, MACVTAP_NUM_DEVS, GFP_KERNEL);
359         if (retval >= 0) {
360                 vlan->minor = retval;
361         } else if (retval == -ENOSPC) {
362                 printk(KERN_ERR "too many macvtap devices\n");
363                 retval = -EINVAL;
364         }
365         mutex_unlock(&minor_lock);
366         return retval < 0 ? retval : 0;
367 }
368
369 static void macvtap_free_minor(struct macvlan_dev *vlan)
370 {
371         mutex_lock(&minor_lock);
372         if (vlan->minor) {
373                 idr_remove(&minor_idr, vlan->minor);
374                 vlan->minor = 0;
375         }
376         mutex_unlock(&minor_lock);
377 }
378
379 static struct net_device *dev_get_by_macvtap_minor(int minor)
380 {
381         struct net_device *dev = NULL;
382         struct macvlan_dev *vlan;
383
384         mutex_lock(&minor_lock);
385         vlan = idr_find(&minor_idr, minor);
386         if (vlan) {
387                 dev = vlan->dev;
388                 dev_hold(dev);
389         }
390         mutex_unlock(&minor_lock);
391         return dev;
392 }
393
394 static int macvtap_newlink(struct net *src_net,
395                            struct net_device *dev,
396                            struct nlattr *tb[],
397                            struct nlattr *data[])
398 {
399         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
400         int err;
401
402         INIT_LIST_HEAD(&vlan->queue_list);
403
404         /* Since macvlan supports all offloads by default, make
405          * tap support all offloads also.
406          */
407         vlan->tap_features = TUN_OFFLOADS;
408
409         err = netdev_rx_handler_register(dev, macvtap_handle_frame, vlan);
410         if (err)
411                 return err;
412
413         /* Don't put anything that may fail after macvlan_common_newlink
414          * because we can't undo what it does.
415          */
416         return macvlan_common_newlink(src_net, dev, tb, data);
417 }
418
419 static void macvtap_dellink(struct net_device *dev,
420                             struct list_head *head)
421 {
422         netdev_rx_handler_unregister(dev);
423         macvtap_del_queues(dev);
424         macvlan_dellink(dev, head);
425 }
426
427 static void macvtap_setup(struct net_device *dev)
428 {
429         macvlan_common_setup(dev);
430         dev->tx_queue_len = TUN_READQ_SIZE;
431 }
432
433 static struct rtnl_link_ops macvtap_link_ops __read_mostly = {
434         .kind           = "macvtap",
435         .setup          = macvtap_setup,
436         .newlink        = macvtap_newlink,
437         .dellink        = macvtap_dellink,
438 };
439
440
441 static void macvtap_sock_write_space(struct sock *sk)
442 {
443         wait_queue_head_t *wqueue;
444
445         if (!sock_writeable(sk) ||
446             !test_and_clear_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags))
447                 return;
448
449         wqueue = sk_sleep(sk);
450         if (wqueue && waitqueue_active(wqueue))
451                 wake_up_interruptible_poll(wqueue, POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND);
452 }
453
454 static void macvtap_sock_destruct(struct sock *sk)
455 {
456         skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
457 }
458
459 static int macvtap_open(struct inode *inode, struct file *file)
460 {
461         struct net *net = current->nsproxy->net_ns;
462         struct net_device *dev;
463         struct macvtap_queue *q;
464         int err = -ENODEV;
465
466         rtnl_lock();
467         dev = dev_get_by_macvtap_minor(iminor(inode));
468         if (!dev)
469                 goto out;
470
471         err = -ENOMEM;
472         q = (struct macvtap_queue *)sk_alloc(net, AF_UNSPEC, GFP_KERNEL,
473                                              &macvtap_proto, 0);
474         if (!q)
475                 goto out;
476
477         RCU_INIT_POINTER(q->sock.wq, &q->wq);
478         init_waitqueue_head(&q->wq.wait);
479         q->sock.type = SOCK_RAW;
480         q->sock.state = SS_CONNECTED;
481         q->sock.file = file;
482         q->sock.ops = &macvtap_socket_ops;
483         sock_init_data(&q->sock, &q->sk);
484         q->sk.sk_write_space = macvtap_sock_write_space;
485         q->sk.sk_destruct = macvtap_sock_destruct;
486         q->flags = IFF_VNET_HDR | IFF_NO_PI | IFF_TAP;
487         q->vnet_hdr_sz = sizeof(struct virtio_net_hdr);
488
489         /*
490          * so far only KVM virtio_net uses macvtap, enable zero copy between
491          * guest kernel and host kernel when lower device supports zerocopy
492          *
493          * The macvlan supports zerocopy iff the lower device supports zero
494          * copy so we don't have to look at the lower device directly.
495          */
496         if ((dev->features & NETIF_F_HIGHDMA) && (dev->features & NETIF_F_SG))
497                 sock_set_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY);
498
499         err = macvtap_set_queue(dev, file, q);
500         if (err)
501                 sock_put(&q->sk);
502
503 out:
504         if (dev)
505                 dev_put(dev);
506
507         rtnl_unlock();
508         return err;
509 }
510
511 static int macvtap_release(struct inode *inode, struct file *file)
512 {
513         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
514         macvtap_put_queue(q);
515         return 0;
516 }
517
518 static unsigned int macvtap_poll(struct file *file, poll_table * wait)
519 {
520         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
521         unsigned int mask = POLLERR;
522
523         if (!q)
524                 goto out;
525
526         mask = 0;
527         poll_wait(file, &q->wq.wait, wait);
528
529         if (!skb_queue_empty(&q->sk.sk_receive_queue))
530                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
531
532         if (sock_writeable(&q->sk) ||
533             (!test_and_set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &q->sock.flags) &&
534              sock_writeable(&q->sk)))
535                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
536
537 out:
538         return mask;
539 }
540
541 static inline struct sk_buff *macvtap_alloc_skb(struct sock *sk, size_t prepad,
542                                                 size_t len, size_t linear,
543                                                 int noblock, int *err)
544 {
545         struct sk_buff *skb;
546
547         /* Under a page?  Don't bother with paged skb. */
548         if (prepad + len < PAGE_SIZE || !linear)
549                 linear = len;
550
551         skb = sock_alloc_send_pskb(sk, prepad + linear, len - linear, noblock,
552                                    err, 0);
553         if (!skb)
554                 return NULL;
555
556         skb_reserve(skb, prepad);
557         skb_put(skb, linear);
558         skb->data_len = len - linear;
559         skb->len += len - linear;
560
561         return skb;
562 }
563
564 /*
565  * macvtap_skb_from_vnet_hdr and macvtap_skb_to_vnet_hdr should
566  * be shared with the tun/tap driver.
567  */
568 static int macvtap_skb_from_vnet_hdr(struct macvtap_queue *q,
569                                      struct sk_buff *skb,
570                                      struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
571 {
572         unsigned short gso_type = 0;
573         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
574                 switch (vnet_hdr->gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN) {
575                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
576                         gso_type = SKB_GSO_TCPV4;
577                         break;
578                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
579                         gso_type = SKB_GSO_TCPV6;
580                         break;
581                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP:
582                         gso_type = SKB_GSO_UDP;
583                         break;
584                 default:
585                         return -EINVAL;
586                 }
587
588                 if (vnet_hdr->gso_type & VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN)
589                         gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
590
591                 if (vnet_hdr->gso_size == 0)
592                         return -EINVAL;
593         }
594
595         if (vnet_hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) {
596                 if (!skb_partial_csum_set(skb, macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr->csum_start),
597                                           macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr->csum_offset)))
598                         return -EINVAL;
599         }
600
601         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
602                 skb_shinfo(skb)->gso_size = macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr->gso_size);
603                 skb_shinfo(skb)->gso_type = gso_type;
604
605                 /* Header must be checked, and gso_segs computed. */
606                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_DODGY;
607                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = 0;
608         }
609         return 0;
610 }
611
612 static void macvtap_skb_to_vnet_hdr(struct macvtap_queue *q,
613                                     const struct sk_buff *skb,
614                                     struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
615 {
616         memset(vnet_hdr, 0, sizeof(*vnet_hdr));
617
618         if (skb_is_gso(skb)) {
619                 struct skb_shared_info *sinfo = skb_shinfo(skb);
620
621                 /* This is a hint as to how much should be linear. */
622                 vnet_hdr->hdr_len = cpu_to_macvtap16(q, skb_headlen(skb));
623                 vnet_hdr->gso_size = cpu_to_macvtap16(q, sinfo->gso_size);
624                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV4)
625                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4;
626                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV6)
627                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
628                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_UDP)
629                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP;
630                 else
631                         BUG();
632                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCP_ECN)
633                         vnet_hdr->gso_type |= VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
634         } else
635                 vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
636
637         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
638                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
639                 if (skb_vlan_tag_present(skb))
640                         vnet_hdr->csum_start = cpu_to_macvtap16(q,
641                                 skb_checksum_start_offset(skb) + VLAN_HLEN);
642                 else
643                         vnet_hdr->csum_start = cpu_to_macvtap16(q,
644                                 skb_checksum_start_offset(skb));
645                 vnet_hdr->csum_offset = cpu_to_macvtap16(q, skb->csum_offset);
646         } else if (skb->ip_summed == CHECKSUM_UNNECESSARY) {
647                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID;
648         } /* else everything is zero */
649 }
650
651 /* Neighbour code has some assumptions on HH_DATA_MOD alignment */
652 #define MACVTAP_RESERVE HH_DATA_OFF(ETH_HLEN)
653
654 /* Get packet from user space buffer */
655 static ssize_t macvtap_get_user(struct macvtap_queue *q, struct msghdr *m,
656                                 struct iov_iter *from, int noblock)
657 {
658         int good_linear = SKB_MAX_HEAD(MACVTAP_RESERVE);
659         struct sk_buff *skb;
660         struct macvlan_dev *vlan;
661         unsigned long total_len = iov_iter_count(from);
662         unsigned long len = total_len;
663         int err;
664         struct virtio_net_hdr vnet_hdr = { 0 };
665         int vnet_hdr_len = 0;
666         int copylen = 0;
667         bool zerocopy = false;
668         size_t linear;
669         ssize_t n;
670
671         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
672                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
673
674                 err = -EINVAL;
675                 if (len < vnet_hdr_len)
676                         goto err;
677                 len -= vnet_hdr_len;
678
679                 err = -EFAULT;
680                 n = copy_from_iter(&vnet_hdr, sizeof(vnet_hdr), from);
681                 if (n != sizeof(vnet_hdr))
682                         goto err;
683                 iov_iter_advance(from, vnet_hdr_len - sizeof(vnet_hdr));
684                 if ((vnet_hdr.flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) &&
685                      macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.csum_start) +
686                      macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.csum_offset) + 2 >
687                              macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.hdr_len))
688                         vnet_hdr.hdr_len = cpu_to_macvtap16(q,
689                                  macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.csum_start) +
690                                  macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.csum_offset) + 2);
691                 err = -EINVAL;
692                 if (macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.hdr_len) > len)
693                         goto err;
694         }
695
696         err = -EINVAL;
697         if (unlikely(len < ETH_HLEN))
698                 goto err;
699
700         if (m && m->msg_control && sock_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY)) {
701                 struct iov_iter i;
702
703                 copylen = vnet_hdr.hdr_len ?
704                         macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.hdr_len) : GOODCOPY_LEN;
705                 if (copylen > good_linear)
706                         copylen = good_linear;
707                 linear = copylen;
708                 i = *from;
709                 iov_iter_advance(&i, copylen);
710                 if (iov_iter_npages(&i, INT_MAX) <= MAX_SKB_FRAGS)
711                         zerocopy = true;
712         }
713
714         if (!zerocopy) {
715                 copylen = len;
716                 if (macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.hdr_len) > good_linear)
717                         linear = good_linear;
718                 else
719                         linear = macvtap16_to_cpu(q, vnet_hdr.hdr_len);
720         }
721
722         skb = macvtap_alloc_skb(&q->sk, MACVTAP_RESERVE, copylen,
723                                 linear, noblock, &err);
724         if (!skb)
725                 goto err;
726
727         if (zerocopy)
728                 err = zerocopy_sg_from_iter(skb, from);
729         else {
730                 err = skb_copy_datagram_from_iter(skb, 0, from, len);
731                 if (!err && m && m->msg_control) {
732                         struct ubuf_info *uarg = m->msg_control;
733                         uarg->callback(uarg, false);
734                 }
735         }
736
737         if (err)
738                 goto err_kfree;
739
740         skb_set_network_header(skb, ETH_HLEN);
741         skb_reset_mac_header(skb);
742         skb->protocol = eth_hdr(skb)->h_proto;
743
744         if (vnet_hdr_len) {
745                 err = macvtap_skb_from_vnet_hdr(q, skb, &vnet_hdr);
746                 if (err)
747                         goto err_kfree;
748         }
749
750         skb_probe_transport_header(skb, ETH_HLEN);
751
752         rcu_read_lock();
753         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
754         /* copy skb_ubuf_info for callback when skb has no error */
755         if (zerocopy) {
756                 skb_shinfo(skb)->destructor_arg = m->msg_control;
757                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_DEV_ZEROCOPY;
758                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_SHARED_FRAG;
759         }
760         if (vlan) {
761                 skb->dev = vlan->dev;
762                 dev_queue_xmit(skb);
763         } else {
764                 kfree_skb(skb);
765         }
766         rcu_read_unlock();
767
768         return total_len;
769
770 err_kfree:
771         kfree_skb(skb);
772
773 err:
774         rcu_read_lock();
775         vlan = rcu_dereference(q->vlan);
776         if (vlan)
777                 this_cpu_inc(vlan->pcpu_stats->tx_dropped);
778         rcu_read_unlock();
779
780         return err;
781 }
782
783 static ssize_t macvtap_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
784 {
785         struct file *file = iocb->ki_filp;
786         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
787
788         return macvtap_get_user(q, NULL, from, file->f_flags & O_NONBLOCK);
789 }
790
791 /* Put packet to the user space buffer */
792 static ssize_t macvtap_put_user(struct macvtap_queue *q,
793                                 const struct sk_buff *skb,
794                                 struct iov_iter *iter)
795 {
796         int ret;
797         int vnet_hdr_len = 0;
798         int vlan_offset = 0;
799         int total;
800
801         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
802                 struct virtio_net_hdr vnet_hdr;
803                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
804                 if (iov_iter_count(iter) < vnet_hdr_len)
805                         return -EINVAL;
806
807                 macvtap_skb_to_vnet_hdr(q, skb, &vnet_hdr);
808
809                 if (copy_to_iter(&vnet_hdr, sizeof(vnet_hdr), iter) !=
810                     sizeof(vnet_hdr))
811                         return -EFAULT;
812
813                 iov_iter_advance(iter, vnet_hdr_len - sizeof(vnet_hdr));
814         }
815         total = vnet_hdr_len;
816         total += skb->len;
817
818         if (skb_vlan_tag_present(skb)) {
819                 struct {
820                         __be16 h_vlan_proto;
821                         __be16 h_vlan_TCI;
822                 } veth;
823                 veth.h_vlan_proto = skb->vlan_proto;
824                 veth.h_vlan_TCI = htons(skb_vlan_tag_get(skb));
825
826                 vlan_offset = offsetof(struct vlan_ethhdr, h_vlan_proto);
827                 total += VLAN_HLEN;
828
829                 ret = skb_copy_datagram_iter(skb, 0, iter, vlan_offset);
830                 if (ret || !iov_iter_count(iter))
831                         goto done;
832
833                 ret = copy_to_iter(&veth, sizeof(veth), iter);
834                 if (ret != sizeof(veth) || !iov_iter_count(iter))
835                         goto done;
836         }
837
838         ret = skb_copy_datagram_iter(skb, vlan_offset, iter,
839                                      skb->len - vlan_offset);
840
841 done:
842         return ret ? ret : total;
843 }
844
845 static ssize_t macvtap_do_read(struct macvtap_queue *q,
846                                struct iov_iter *to,
847                                int noblock)
848 {
849         DEFINE_WAIT(wait);
850         struct sk_buff *skb;
851         ssize_t ret = 0;
852
853         if (!iov_iter_count(to))
854                 return 0;
855
856         while (1) {
857                 if (!noblock)
858                         prepare_to_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait,
859                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
860
861                 /* Read frames from the queue */
862                 skb = skb_dequeue(&q->sk.sk_receive_queue);
863                 if (skb)
864                         break;
865                 if (noblock) {
866                         ret = -EAGAIN;
867                         break;
868                 }
869                 if (signal_pending(current)) {
870                         ret = -ERESTARTSYS;
871                         break;
872                 }
873                 /* Nothing to read, let's sleep */
874                 schedule();
875         }
876         if (skb) {
877                 ret = macvtap_put_user(q, skb, to);
878                 if (unlikely(ret < 0))
879                         kfree_skb(skb);
880                 else
881                         consume_skb(skb);
882         }
883         if (!noblock)
884                 finish_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait);
885         return ret;
886 }
887
888 static ssize_t macvtap_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
889 {
890         struct file *file = iocb->ki_filp;
891         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
892         ssize_t len = iov_iter_count(to), ret;
893
894         ret = macvtap_do_read(q, to, file->f_flags & O_NONBLOCK);
895         ret = min_t(ssize_t, ret, len);
896         if (ret > 0)
897                 iocb->ki_pos = ret;
898         return ret;
899 }
900
901 static struct macvlan_dev *macvtap_get_vlan(struct macvtap_queue *q)
902 {
903         struct macvlan_dev *vlan;
904
905         ASSERT_RTNL();
906         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
907         if (vlan)
908                 dev_hold(vlan->dev);
909
910         return vlan;
911 }
912
913 static void macvtap_put_vlan(struct macvlan_dev *vlan)
914 {
915         dev_put(vlan->dev);
916 }
917
918 static int macvtap_ioctl_set_queue(struct file *file, unsigned int flags)
919 {
920         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
921         struct macvlan_dev *vlan;
922         int ret;
923
924         vlan = macvtap_get_vlan(q);
925         if (!vlan)
926                 return -EINVAL;
927
928         if (flags & IFF_ATTACH_QUEUE)
929                 ret = macvtap_enable_queue(vlan->dev, file, q);
930         else if (flags & IFF_DETACH_QUEUE)
931                 ret = macvtap_disable_queue(q);
932         else
933                 ret = -EINVAL;
934
935         macvtap_put_vlan(vlan);
936         return ret;
937 }
938
939 static int set_offload(struct macvtap_queue *q, unsigned long arg)
940 {
941         struct macvlan_dev *vlan;
942         netdev_features_t features;
943         netdev_features_t feature_mask = 0;
944
945         vlan = rtnl_dereference(q->vlan);
946         if (!vlan)
947                 return -ENOLINK;
948
949         features = vlan->dev->features;
950
951         if (arg & TUN_F_CSUM) {
952                 feature_mask = NETIF_F_HW_CSUM;
953
954                 if (arg & (TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6)) {
955                         if (arg & TUN_F_TSO_ECN)
956                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO_ECN;
957                         if (arg & TUN_F_TSO4)
958                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO;
959                         if (arg & TUN_F_TSO6)
960                                 feature_mask |= NETIF_F_TSO6;
961                 }
962
963                 if (arg & TUN_F_UFO)
964                         feature_mask |= NETIF_F_UFO;
965         }
966
967         /* tun/tap driver inverts the usage for TSO offloads, where
968          * setting the TSO bit means that the userspace wants to
969          * accept TSO frames and turning it off means that user space
970          * does not support TSO.
971          * For macvtap, we have to invert it to mean the same thing.
972          * When user space turns off TSO, we turn off GSO/LRO so that
973          * user-space will not receive TSO frames.
974          */
975         if (feature_mask & (NETIF_F_TSO | NETIF_F_TSO6 | NETIF_F_UFO))
976                 features |= RX_OFFLOADS;
977         else
978                 features &= ~RX_OFFLOADS;
979
980         /* tap_features are the same as features on tun/tap and
981          * reflect user expectations.
982          */
983         vlan->tap_features = feature_mask;
984         vlan->set_features = features;
985         netdev_update_features(vlan->dev);
986
987         return 0;
988 }
989
990 /*
991  * provide compatibility with generic tun/tap interface
992  */
993 static long macvtap_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
994                           unsigned long arg)
995 {
996         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
997         struct macvlan_dev *vlan;
998         void __user *argp = (void __user *)arg;
999         struct ifreq __user *ifr = argp;
1000         unsigned int __user *up = argp;
1001         unsigned short u;
1002         int __user *sp = argp;
1003         struct sockaddr sa;
1004         int s;
1005         int ret;
1006
1007         switch (cmd) {
1008         case TUNSETIFF:
1009                 /* ignore the name, just look at flags */
1010                 if (get_user(u, &ifr->ifr_flags))
1011                         return -EFAULT;
1012
1013                 ret = 0;
1014                 if ((u & ~MACVTAP_FEATURES) != (IFF_NO_PI | IFF_TAP))
1015                         ret = -EINVAL;
1016                 else
1017                         q->flags = (q->flags & ~MACVTAP_FEATURES) | u;
1018
1019                 return ret;
1020
1021         case TUNGETIFF:
1022                 rtnl_lock();
1023                 vlan = macvtap_get_vlan(q);
1024                 if (!vlan) {
1025                         rtnl_unlock();
1026                         return -ENOLINK;
1027                 }
1028
1029                 ret = 0;
1030                 u = q->flags;
1031                 if (copy_to_user(&ifr->ifr_name, vlan->dev->name, IFNAMSIZ) ||
1032                     put_user(u, &ifr->ifr_flags))
1033                         ret = -EFAULT;
1034                 macvtap_put_vlan(vlan);
1035                 rtnl_unlock();
1036                 return ret;
1037
1038         case TUNSETQUEUE:
1039                 if (get_user(u, &ifr->ifr_flags))
1040                         return -EFAULT;
1041                 rtnl_lock();
1042                 ret = macvtap_ioctl_set_queue(file, u);
1043                 rtnl_unlock();
1044                 return ret;
1045
1046         case TUNGETFEATURES:
1047                 if (put_user(IFF_TAP | IFF_NO_PI | MACVTAP_FEATURES, up))
1048                         return -EFAULT;
1049                 return 0;
1050
1051         case TUNSETSNDBUF:
1052                 if (get_user(u, up))
1053                         return -EFAULT;
1054
1055                 q->sk.sk_sndbuf = u;
1056                 return 0;
1057
1058         case TUNGETVNETHDRSZ:
1059                 s = q->vnet_hdr_sz;
1060                 if (put_user(s, sp))
1061                         return -EFAULT;
1062                 return 0;
1063
1064         case TUNSETVNETHDRSZ:
1065                 if (get_user(s, sp))
1066                         return -EFAULT;
1067                 if (s < (int)sizeof(struct virtio_net_hdr))
1068                         return -EINVAL;
1069
1070                 q->vnet_hdr_sz = s;
1071                 return 0;
1072
1073         case TUNGETVNETLE:
1074                 s = !!(q->flags & MACVTAP_VNET_LE);
1075                 if (put_user(s, sp))
1076                         return -EFAULT;
1077                 return 0;
1078
1079         case TUNSETVNETLE:
1080                 if (get_user(s, sp))
1081                         return -EFAULT;
1082                 if (s)
1083                         q->flags |= MACVTAP_VNET_LE;
1084                 else
1085                         q->flags &= ~MACVTAP_VNET_LE;
1086                 return 0;
1087
1088         case TUNSETOFFLOAD:
1089                 /* let the user check for future flags */
1090                 if (arg & ~(TUN_F_CSUM | TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6 |
1091                             TUN_F_TSO_ECN | TUN_F_UFO))
1092                         return -EINVAL;
1093
1094                 rtnl_lock();
1095                 ret = set_offload(q, arg);
1096                 rtnl_unlock();
1097                 return ret;
1098
1099         case SIOCGIFHWADDR:
1100                 rtnl_lock();
1101                 vlan = macvtap_get_vlan(q);
1102                 if (!vlan) {
1103                         rtnl_unlock();
1104                         return -ENOLINK;
1105                 }
1106                 ret = 0;
1107                 u = vlan->dev->type;
1108                 if (copy_to_user(&ifr->ifr_name, vlan->dev->name, IFNAMSIZ) ||
1109                     copy_to_user(&ifr->ifr_hwaddr.sa_data, vlan->dev->dev_addr, ETH_ALEN) ||
1110                     put_user(u, &ifr->ifr_hwaddr.sa_family))
1111                         ret = -EFAULT;
1112                 macvtap_put_vlan(vlan);
1113                 rtnl_unlock();
1114                 return ret;
1115
1116         case SIOCSIFHWADDR:
1117                 if (copy_from_user(&sa, &ifr->ifr_hwaddr, sizeof(sa)))
1118                         return -EFAULT;
1119                 rtnl_lock();
1120                 vlan = macvtap_get_vlan(q);
1121                 if (!vlan) {
1122                         rtnl_unlock();
1123                         return -ENOLINK;
1124                 }
1125                 ret = dev_set_mac_address(vlan->dev, &sa);
1126                 macvtap_put_vlan(vlan);
1127                 rtnl_unlock();
1128                 return ret;
1129
1130         default:
1131                 return -EINVAL;
1132         }
1133 }
1134
1135 #ifdef CONFIG_COMPAT
1136 static long macvtap_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1137                                  unsigned long arg)
1138 {
1139         return macvtap_ioctl(file, cmd, (unsigned long)compat_ptr(arg));
1140 }
1141 #endif
1142
1143 static const struct file_operations macvtap_fops = {
1144         .owner          = THIS_MODULE,
1145         .open           = macvtap_open,
1146         .release        = macvtap_release,
1147         .read_iter      = macvtap_read_iter,
1148         .write_iter     = macvtap_write_iter,
1149         .poll           = macvtap_poll,
1150         .llseek         = no_llseek,
1151         .unlocked_ioctl = macvtap_ioctl,
1152 #ifdef CONFIG_COMPAT
1153         .compat_ioctl   = macvtap_compat_ioctl,
1154 #endif
1155 };
1156
1157 static int macvtap_sendmsg(struct socket *sock, struct msghdr *m,
1158                            size_t total_len)
1159 {
1160         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1161         return macvtap_get_user(q, m, &m->msg_iter, m->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
1162 }
1163
1164 static int macvtap_recvmsg(struct socket *sock, struct msghdr *m,
1165                            size_t total_len, int flags)
1166 {
1167         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1168         int ret;
1169         if (flags & ~(MSG_DONTWAIT|MSG_TRUNC))
1170                 return -EINVAL;
1171         ret = macvtap_do_read(q, &m->msg_iter, flags & MSG_DONTWAIT);
1172         if (ret > total_len) {
1173                 m->msg_flags |= MSG_TRUNC;
1174                 ret = flags & MSG_TRUNC ? ret : total_len;
1175         }
1176         return ret;
1177 }
1178
1179 /* Ops structure to mimic raw sockets with tun */
1180 static const struct proto_ops macvtap_socket_ops = {
1181         .sendmsg = macvtap_sendmsg,
1182         .recvmsg = macvtap_recvmsg,
1183 };
1184
1185 /* Get an underlying socket object from tun file.  Returns error unless file is
1186  * attached to a device.  The returned object works like a packet socket, it
1187  * can be used for sock_sendmsg/sock_recvmsg.  The caller is responsible for
1188  * holding a reference to the file for as long as the socket is in use. */
1189 struct socket *macvtap_get_socket(struct file *file)
1190 {
1191         struct macvtap_queue *q;
1192         if (file->f_op != &macvtap_fops)
1193                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1194         q = file->private_data;
1195         if (!q)
1196                 return ERR_PTR(-EBADFD);
1197         return &q->sock;
1198 }
1199 EXPORT_SYMBOL_GPL(macvtap_get_socket);
1200
1201 static int macvtap_device_event(struct notifier_block *unused,
1202                                 unsigned long event, void *ptr)
1203 {
1204         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1205         struct macvlan_dev *vlan;
1206         struct device *classdev;
1207         dev_t devt;
1208         int err;
1209
1210         if (dev->rtnl_link_ops != &macvtap_link_ops)
1211                 return NOTIFY_DONE;
1212
1213         vlan = netdev_priv(dev);
1214
1215         switch (event) {
1216         case NETDEV_REGISTER:
1217                 /* Create the device node here after the network device has
1218                  * been registered but before register_netdevice has
1219                  * finished running.
1220                  */
1221                 err = macvtap_get_minor(vlan);
1222                 if (err)
1223                         return notifier_from_errno(err);
1224
1225                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1226                 classdev = device_create(macvtap_class, &dev->dev, devt,
1227                                          dev, "tap%d", dev->ifindex);
1228                 if (IS_ERR(classdev)) {
1229                         macvtap_free_minor(vlan);
1230                         return notifier_from_errno(PTR_ERR(classdev));
1231                 }
1232                 break;
1233         case NETDEV_UNREGISTER:
1234                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1235                 device_destroy(macvtap_class, devt);
1236                 macvtap_free_minor(vlan);
1237                 break;
1238         }
1239
1240         return NOTIFY_DONE;
1241 }
1242
1243 static struct notifier_block macvtap_notifier_block __read_mostly = {
1244         .notifier_call  = macvtap_device_event,
1245 };
1246
1247 static int macvtap_init(void)
1248 {
1249         int err;
1250
1251         err = alloc_chrdev_region(&macvtap_major, 0,
1252                                 MACVTAP_NUM_DEVS, "macvtap");
1253         if (err)
1254                 goto out1;
1255
1256         cdev_init(&macvtap_cdev, &macvtap_fops);
1257         err = cdev_add(&macvtap_cdev, macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1258         if (err)
1259                 goto out2;
1260
1261         macvtap_class = class_create(THIS_MODULE, "macvtap");
1262         if (IS_ERR(macvtap_class)) {
1263                 err = PTR_ERR(macvtap_class);
1264                 goto out3;
1265         }
1266
1267         err = register_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1268         if (err)
1269                 goto out4;
1270
1271         err = macvlan_link_register(&macvtap_link_ops);
1272         if (err)
1273                 goto out5;
1274
1275         return 0;
1276
1277 out5:
1278         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1279 out4:
1280         class_unregister(macvtap_class);
1281 out3:
1282         cdev_del(&macvtap_cdev);
1283 out2:
1284         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1285 out1:
1286         return err;
1287 }
1288 module_init(macvtap_init);
1289
1290 static void macvtap_exit(void)
1291 {
1292         rtnl_link_unregister(&macvtap_link_ops);
1293         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1294         class_unregister(macvtap_class);
1295         cdev_del(&macvtap_cdev);
1296         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1297 }
1298 module_exit(macvtap_exit);
1299
1300 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("macvtap");
1301 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>");
1302 MODULE_LICENSE("GPL");