662b8d16803ce7fec85f59af645b60aabee75c41
[linux-2.6.git] / drivers / net / loopback.c
1 /*
2  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
3  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
4  *              interface as the means of communication with the user level.
5  *
6  *              Pseudo-driver for the loopback interface.
7  *
8  * Version:     @(#)loopback.c  1.0.4b  08/16/93
9  *
10  * Authors:     Ross Biro
11  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
12  *              Donald Becker, <becker@scyld.com>
13  *
14  *              Alan Cox        :       Fixed oddments for NET3.014
15  *              Alan Cox        :       Rejig for NET3.029 snap #3
16  *              Alan Cox        :       Fixed NET3.029 bugs and sped up
17  *              Larry McVoy     :       Tiny tweak to double performance
18  *              Alan Cox        :       Backed out LMV's tweak - the linux mm
19  *                                      can't take it...
20  *              Michael Griffith:       Don't bother computing the checksums
21  *                                      on packets received on the loopback
22  *                                      interface.
23  *              Alexey Kuznetsov:       Potential hang under some extreme
24  *                                      cases removed.
25  *
26  *              This program is free software; you can redistribute it and/or
27  *              modify it under the terms of the GNU General Public License
28  *              as published by the Free Software Foundation; either version
29  *              2 of the License, or (at your option) any later version.
30  */
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/jiffies.h>
33 #include <linux/module.h>
34 #include <linux/interrupt.h>
35 #include <linux/fs.h>
36 #include <linux/types.h>
37 #include <linux/string.h>
38 #include <linux/socket.h>
39 #include <linux/errno.h>
40 #include <linux/fcntl.h>
41 #include <linux/in.h>
42 #include <linux/init.h>
43
44 #include <asm/system.h>
45 #include <asm/uaccess.h>
46 #include <asm/io.h>
47
48 #include <linux/inet.h>
49 #include <linux/netdevice.h>
50 #include <linux/etherdevice.h>
51 #include <linux/skbuff.h>
52 #include <linux/ethtool.h>
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/checksum.h>
55 #include <linux/if_ether.h>     /* For the statistics structure. */
56 #include <linux/if_arp.h>       /* For ARPHRD_ETHER */
57 #include <linux/ip.h>
58 #include <linux/tcp.h>
59 #include <linux/percpu.h>
60 #include <net/net_namespace.h>
61
62 struct pcpu_lstats {
63         unsigned long packets;
64         unsigned long bytes;
65 };
66
67 #define LOOPBACK_OVERHEAD (128 + MAX_HEADER + 16 + 16)
68
69 /* KISS: just allocate small chunks and copy bits.
70  *
71  * So, in fact, this is documentation, explaining what we expect
72  * of largesending device modulo TCP checksum, which is ignored for loopback.
73  */
74
75 #ifdef LOOPBACK_TSO
76 static void emulate_large_send_offload(struct sk_buff *skb)
77 {
78         struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
79         struct tcphdr *th = (struct tcphdr *)(skb_network_header(skb) +
80                                               (iph->ihl * 4));
81         unsigned int doffset = (iph->ihl + th->doff) * 4;
82         unsigned int mtu = skb_shinfo(skb)->gso_size + doffset;
83         unsigned int offset = 0;
84         u32 seq = ntohl(th->seq);
85         u16 id  = ntohs(iph->id);
86
87         while (offset + doffset < skb->len) {
88                 unsigned int frag_size = min(mtu, skb->len - offset) - doffset;
89                 struct sk_buff *nskb = alloc_skb(mtu + 32, GFP_ATOMIC);
90
91                 if (!nskb)
92                         break;
93                 skb_reserve(nskb, 32);
94                 skb_set_mac_header(nskb, -ETH_HLEN);
95                 skb_reset_network_header(nskb);
96                 iph = ip_hdr(nskb);
97                 skb_copy_to_linear_data(nskb, skb_network_header(skb),
98                                         doffset);
99                 if (skb_copy_bits(skb,
100                                   doffset + offset,
101                                   nskb->data + doffset,
102                                   frag_size))
103                         BUG();
104                 skb_put(nskb, doffset + frag_size);
105                 nskb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
106                 nskb->dev = skb->dev;
107                 nskb->priority = skb->priority;
108                 nskb->protocol = skb->protocol;
109                 nskb->dst = dst_clone(skb->dst);
110                 memcpy(nskb->cb, skb->cb, sizeof(skb->cb));
111                 nskb->pkt_type = skb->pkt_type;
112
113                 th = (struct tcphdr *)(skb_network_header(nskb) + iph->ihl * 4);
114                 iph->tot_len = htons(frag_size + doffset);
115                 iph->id = htons(id);
116                 iph->check = 0;
117                 iph->check = ip_fast_csum((unsigned char *) iph, iph->ihl);
118                 th->seq = htonl(seq);
119                 if (offset + doffset + frag_size < skb->len)
120                         th->fin = th->psh = 0;
121                 netif_rx(nskb);
122                 offset += frag_size;
123                 seq += frag_size;
124                 id++;
125         }
126
127         dev_kfree_skb(skb);
128 }
129 #endif /* LOOPBACK_TSO */
130
131 /*
132  * The higher levels take care of making this non-reentrant (it's
133  * called with bh's disabled).
134  */
135 static int loopback_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
136 {
137         struct pcpu_lstats *pcpu_lstats, *lb_stats;
138
139         skb_orphan(skb);
140
141         skb->protocol = eth_type_trans(skb,dev);
142 #ifndef LOOPBACK_MUST_CHECKSUM
143         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
144 #endif
145
146 #ifdef LOOPBACK_TSO
147         if (skb_is_gso(skb)) {
148                 BUG_ON(skb->protocol != htons(ETH_P_IP));
149                 BUG_ON(ip_hdr(skb)->protocol != IPPROTO_TCP);
150
151                 emulate_large_send_offload(skb);
152                 return 0;
153         }
154 #endif
155         dev->last_rx = jiffies;
156
157         /* it's OK to use per_cpu_ptr() because BHs are off */
158         pcpu_lstats = netdev_priv(dev);
159         lb_stats = per_cpu_ptr(pcpu_lstats, smp_processor_id());
160         lb_stats->bytes += skb->len;
161         lb_stats->packets++;
162
163         netif_rx(skb);
164
165         return 0;
166 }
167
168 static struct net_device_stats *get_stats(struct net_device *dev)
169 {
170         const struct pcpu_lstats *pcpu_lstats;
171         struct net_device_stats *stats = &dev->stats;
172         unsigned long bytes = 0;
173         unsigned long packets = 0;
174         int i;
175
176         pcpu_lstats = netdev_priv(dev);
177         for_each_possible_cpu(i) {
178                 const struct pcpu_lstats *lb_stats;
179
180                 lb_stats = per_cpu_ptr(pcpu_lstats, i);
181                 bytes   += lb_stats->bytes;
182                 packets += lb_stats->packets;
183         }
184         stats->rx_packets = packets;
185         stats->tx_packets = packets;
186         stats->rx_bytes = bytes;
187         stats->tx_bytes = bytes;
188         return stats;
189 }
190
191 static u32 always_on(struct net_device *dev)
192 {
193         return 1;
194 }
195
196 static const struct ethtool_ops loopback_ethtool_ops = {
197         .get_link               = always_on,
198         .set_tso                = ethtool_op_set_tso,
199         .get_tx_csum            = always_on,
200         .get_sg                 = always_on,
201         .get_rx_csum            = always_on,
202 };
203
204 static int loopback_dev_init(struct net_device *dev)
205 {
206         struct pcpu_lstats *lstats;
207
208         lstats = alloc_percpu(struct pcpu_lstats);
209         if (!lstats)
210                 return -ENOMEM;
211
212         dev->priv = lstats;
213         return 0;
214 }
215
216 static void loopback_dev_free(struct net_device *dev)
217 {
218         struct pcpu_lstats *lstats = netdev_priv(dev);
219
220         free_percpu(lstats);
221         free_netdev(dev);
222 }
223
224 /*
225  * The loopback device is special. There is only one instance
226  * per network namespace.
227  */
228 static void loopback_setup(struct net_device *dev)
229 {
230         dev->get_stats          = &get_stats;
231         dev->mtu                = (16 * 1024) + 20 + 20 + 12;
232         dev->hard_start_xmit    = loopback_xmit;
233         dev->hard_header_len    = ETH_HLEN;     /* 14   */
234         dev->addr_len           = ETH_ALEN;     /* 6    */
235         dev->tx_queue_len       = 0;
236         dev->type               = ARPHRD_LOOPBACK;      /* 0x0001*/
237         dev->flags              = IFF_LOOPBACK;
238         dev->features           = NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST
239 #ifdef LOOPBACK_TSO
240                 | NETIF_F_TSO
241 #endif
242                 | NETIF_F_NO_CSUM
243                 | NETIF_F_HIGHDMA
244                 | NETIF_F_LLTX
245                 | NETIF_F_NETNS_LOCAL,
246         dev->ethtool_ops        = &loopback_ethtool_ops;
247         dev->header_ops         = &eth_header_ops;
248         dev->init = loopback_dev_init;
249         dev->destructor = loopback_dev_free;
250 }
251
252 /* Setup and register the loopback device. */
253 static __net_init int loopback_net_init(struct net *net)
254 {
255         struct net_device *dev;
256         int err;
257
258         err = -ENOMEM;
259         dev = alloc_netdev(0, "lo", loopback_setup);
260         if (!dev)
261                 goto out;
262
263         dev->nd_net = net;
264         err = register_netdev(dev);
265         if (err)
266                 goto out_free_netdev;
267
268         net->loopback_dev = dev;
269         return 0;
270
271
272 out_free_netdev:
273         free_netdev(dev);
274 out:
275         if (net == &init_net)
276                 panic("loopback: Failed to register netdevice: %d\n", err);
277         return err;
278 }
279
280 static __net_exit void loopback_net_exit(struct net *net)
281 {
282         struct net_device *dev = net->loopback_dev;
283
284         unregister_netdev(dev);
285 }
286
287 static struct pernet_operations __net_initdata loopback_net_ops = {
288        .init = loopback_net_init,
289        .exit = loopback_net_exit,
290 };
291
292 static int __init loopback_init(void)
293 {
294         return register_pernet_device(&loopback_net_ops);
295 }
296
297 /* Loopback is special. It should be initialized before any other network
298  * device and network subsystem.
299  */
300 fs_initcall(loopback_init);