macvtap: limit head length of skb allocated
[linux-3.10.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/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  * TODO: multiqueue support is currently not implemented, even though
35  * macvtap is basically prepared for that. We will need to add this
36  * here as well as in virtio-net and qemu to get line rate on 10gbit
37  * adapters from a guest.
38  */
39 struct macvtap_queue {
40         struct sock sk;
41         struct socket sock;
42         struct socket_wq wq;
43         int vnet_hdr_sz;
44         struct macvlan_dev __rcu *vlan;
45         struct file *file;
46         unsigned int flags;
47 };
48
49 static struct proto macvtap_proto = {
50         .name = "macvtap",
51         .owner = THIS_MODULE,
52         .obj_size = sizeof (struct macvtap_queue),
53 };
54
55 /*
56  * Variables for dealing with macvtaps device numbers.
57  */
58 static dev_t macvtap_major;
59 #define MACVTAP_NUM_DEVS (1U << MINORBITS)
60 static DEFINE_MUTEX(minor_lock);
61 static DEFINE_IDR(minor_idr);
62
63 #define GOODCOPY_LEN 128
64 static struct class *macvtap_class;
65 static struct cdev macvtap_cdev;
66
67 static const struct proto_ops macvtap_socket_ops;
68
69 /*
70  * RCU usage:
71  * The macvtap_queue and the macvlan_dev are loosely coupled, the
72  * pointers from one to the other can only be read while rcu_read_lock
73  * or macvtap_lock is held.
74  *
75  * Both the file and the macvlan_dev hold a reference on the macvtap_queue
76  * through sock_hold(&q->sk). When the macvlan_dev goes away first,
77  * q->vlan becomes inaccessible. When the files gets closed,
78  * macvtap_get_queue() fails.
79  *
80  * There may still be references to the struct sock inside of the
81  * queue from outbound SKBs, but these never reference back to the
82  * file or the dev. The data structure is freed through __sk_free
83  * when both our references and any pending SKBs are gone.
84  */
85 static DEFINE_SPINLOCK(macvtap_lock);
86
87 /*
88  * get_slot: return a [unused/occupied] slot in vlan->taps[]:
89  *      - if 'q' is NULL, return the first empty slot;
90  *      - otherwise, return the slot this pointer occupies.
91  */
92 static int get_slot(struct macvlan_dev *vlan, struct macvtap_queue *q)
93 {
94         int i;
95
96         for (i = 0; i < MAX_MACVTAP_QUEUES; i++) {
97                 if (rcu_dereference_protected(vlan->taps[i],
98                                               lockdep_is_held(&macvtap_lock)) == q)
99                         return i;
100         }
101
102         /* Should never happen */
103         BUG_ON(1);
104 }
105
106 static int macvtap_set_queue(struct net_device *dev, struct file *file,
107                                 struct macvtap_queue *q)
108 {
109         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
110         int index;
111         int err = -EBUSY;
112
113         spin_lock(&macvtap_lock);
114         if (vlan->numvtaps == MAX_MACVTAP_QUEUES)
115                 goto out;
116
117         err = 0;
118         index = get_slot(vlan, NULL);
119         rcu_assign_pointer(q->vlan, vlan);
120         rcu_assign_pointer(vlan->taps[index], q);
121         sock_hold(&q->sk);
122
123         q->file = file;
124         file->private_data = q;
125
126         vlan->numvtaps++;
127
128 out:
129         spin_unlock(&macvtap_lock);
130         return err;
131 }
132
133 /*
134  * The file owning the queue got closed, give up both
135  * the reference that the files holds as well as the
136  * one from the macvlan_dev if that still exists.
137  *
138  * Using the spinlock makes sure that we don't get
139  * to the queue again after destroying it.
140  */
141 static void macvtap_put_queue(struct macvtap_queue *q)
142 {
143         struct macvlan_dev *vlan;
144
145         spin_lock(&macvtap_lock);
146         vlan = rcu_dereference_protected(q->vlan,
147                                          lockdep_is_held(&macvtap_lock));
148         if (vlan) {
149                 int index = get_slot(vlan, q);
150
151                 RCU_INIT_POINTER(vlan->taps[index], NULL);
152                 RCU_INIT_POINTER(q->vlan, NULL);
153                 sock_put(&q->sk);
154                 --vlan->numvtaps;
155         }
156
157         spin_unlock(&macvtap_lock);
158
159         synchronize_rcu();
160         sock_put(&q->sk);
161 }
162
163 /*
164  * Select a queue based on the rxq of the device on which this packet
165  * arrived. If the incoming device is not mq, calculate a flow hash
166  * to select a queue. If all fails, find the first available queue.
167  * Cache vlan->numvtaps since it can become zero during the execution
168  * of this function.
169  */
170 static struct macvtap_queue *macvtap_get_queue(struct net_device *dev,
171                                                struct sk_buff *skb)
172 {
173         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
174         struct macvtap_queue *tap = NULL;
175         int numvtaps = vlan->numvtaps;
176         __u32 rxq;
177
178         if (!numvtaps)
179                 goto out;
180
181         /* Check if we can use flow to select a queue */
182         rxq = skb_get_rxhash(skb);
183         if (rxq) {
184                 tap = rcu_dereference(vlan->taps[rxq % numvtaps]);
185                 if (tap)
186                         goto out;
187         }
188
189         if (likely(skb_rx_queue_recorded(skb))) {
190                 rxq = skb_get_rx_queue(skb);
191
192                 while (unlikely(rxq >= numvtaps))
193                         rxq -= numvtaps;
194
195                 tap = rcu_dereference(vlan->taps[rxq]);
196                 if (tap)
197                         goto out;
198         }
199
200         /* Everything failed - find first available queue */
201         for (rxq = 0; rxq < MAX_MACVTAP_QUEUES; rxq++) {
202                 tap = rcu_dereference(vlan->taps[rxq]);
203                 if (tap)
204                         break;
205         }
206
207 out:
208         return tap;
209 }
210
211 /*
212  * The net_device is going away, give up the reference
213  * that it holds on all queues and safely set the pointer
214  * from the queues to NULL.
215  */
216 static void macvtap_del_queues(struct net_device *dev)
217 {
218         struct macvlan_dev *vlan = netdev_priv(dev);
219         struct macvtap_queue *q, *qlist[MAX_MACVTAP_QUEUES];
220         int i, j = 0;
221
222         /* macvtap_put_queue can free some slots, so go through all slots */
223         spin_lock(&macvtap_lock);
224         for (i = 0; i < MAX_MACVTAP_QUEUES && vlan->numvtaps; i++) {
225                 q = rcu_dereference_protected(vlan->taps[i],
226                                               lockdep_is_held(&macvtap_lock));
227                 if (q) {
228                         qlist[j++] = q;
229                         RCU_INIT_POINTER(vlan->taps[i], NULL);
230                         RCU_INIT_POINTER(q->vlan, NULL);
231                         vlan->numvtaps--;
232                 }
233         }
234         BUG_ON(vlan->numvtaps != 0);
235         /* guarantee that any future macvtap_set_queue will fail */
236         vlan->numvtaps = MAX_MACVTAP_QUEUES;
237         spin_unlock(&macvtap_lock);
238
239         synchronize_rcu();
240
241         for (--j; j >= 0; j--)
242                 sock_put(&qlist[j]->sk);
243 }
244
245 /*
246  * Forward happens for data that gets sent from one macvlan
247  * endpoint to another one in bridge mode. We just take
248  * the skb and put it into the receive queue.
249  */
250 static int macvtap_forward(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
251 {
252         struct macvtap_queue *q = macvtap_get_queue(dev, skb);
253         if (!q)
254                 goto drop;
255
256         if (skb_queue_len(&q->sk.sk_receive_queue) >= dev->tx_queue_len)
257                 goto drop;
258
259         skb_queue_tail(&q->sk.sk_receive_queue, skb);
260         wake_up_interruptible_poll(sk_sleep(&q->sk), POLLIN | POLLRDNORM | POLLRDBAND);
261         return NET_RX_SUCCESS;
262
263 drop:
264         kfree_skb(skb);
265         return NET_RX_DROP;
266 }
267
268 /*
269  * Receive is for data from the external interface (lowerdev),
270  * in case of macvtap, we can treat that the same way as
271  * forward, which macvlan cannot.
272  */
273 static int macvtap_receive(struct sk_buff *skb)
274 {
275         skb_push(skb, ETH_HLEN);
276         return macvtap_forward(skb->dev, skb);
277 }
278
279 static int macvtap_get_minor(struct macvlan_dev *vlan)
280 {
281         int retval = -ENOMEM;
282
283         mutex_lock(&minor_lock);
284         retval = idr_alloc(&minor_idr, vlan, 1, MACVTAP_NUM_DEVS, GFP_KERNEL);
285         if (retval >= 0) {
286                 vlan->minor = retval;
287         } else if (retval == -ENOSPC) {
288                 printk(KERN_ERR "too many macvtap devices\n");
289                 retval = -EINVAL;
290         }
291         mutex_unlock(&minor_lock);
292         return retval < 0 ? retval : 0;
293 }
294
295 static void macvtap_free_minor(struct macvlan_dev *vlan)
296 {
297         mutex_lock(&minor_lock);
298         if (vlan->minor) {
299                 idr_remove(&minor_idr, vlan->minor);
300                 vlan->minor = 0;
301         }
302         mutex_unlock(&minor_lock);
303 }
304
305 static struct net_device *dev_get_by_macvtap_minor(int minor)
306 {
307         struct net_device *dev = NULL;
308         struct macvlan_dev *vlan;
309
310         mutex_lock(&minor_lock);
311         vlan = idr_find(&minor_idr, minor);
312         if (vlan) {
313                 dev = vlan->dev;
314                 dev_hold(dev);
315         }
316         mutex_unlock(&minor_lock);
317         return dev;
318 }
319
320 static int macvtap_newlink(struct net *src_net,
321                            struct net_device *dev,
322                            struct nlattr *tb[],
323                            struct nlattr *data[])
324 {
325         /* Don't put anything that may fail after macvlan_common_newlink
326          * because we can't undo what it does.
327          */
328         return macvlan_common_newlink(src_net, dev, tb, data,
329                                       macvtap_receive, macvtap_forward);
330 }
331
332 static void macvtap_dellink(struct net_device *dev,
333                             struct list_head *head)
334 {
335         macvtap_del_queues(dev);
336         macvlan_dellink(dev, head);
337 }
338
339 static void macvtap_setup(struct net_device *dev)
340 {
341         macvlan_common_setup(dev);
342         dev->tx_queue_len = TUN_READQ_SIZE;
343 }
344
345 static struct rtnl_link_ops macvtap_link_ops __read_mostly = {
346         .kind           = "macvtap",
347         .setup          = macvtap_setup,
348         .newlink        = macvtap_newlink,
349         .dellink        = macvtap_dellink,
350 };
351
352
353 static void macvtap_sock_write_space(struct sock *sk)
354 {
355         wait_queue_head_t *wqueue;
356
357         if (!sock_writeable(sk) ||
358             !test_and_clear_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags))
359                 return;
360
361         wqueue = sk_sleep(sk);
362         if (wqueue && waitqueue_active(wqueue))
363                 wake_up_interruptible_poll(wqueue, POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND);
364 }
365
366 static void macvtap_sock_destruct(struct sock *sk)
367 {
368         skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
369 }
370
371 static int macvtap_open(struct inode *inode, struct file *file)
372 {
373         struct net *net = current->nsproxy->net_ns;
374         struct net_device *dev = dev_get_by_macvtap_minor(iminor(inode));
375         struct macvtap_queue *q;
376         int err;
377
378         err = -ENODEV;
379         if (!dev)
380                 goto out;
381
382         err = -ENOMEM;
383         q = (struct macvtap_queue *)sk_alloc(net, AF_UNSPEC, GFP_KERNEL,
384                                              &macvtap_proto);
385         if (!q)
386                 goto out;
387
388         q->sock.wq = &q->wq;
389         init_waitqueue_head(&q->wq.wait);
390         q->sock.type = SOCK_RAW;
391         q->sock.state = SS_CONNECTED;
392         q->sock.file = file;
393         q->sock.ops = &macvtap_socket_ops;
394         sock_init_data(&q->sock, &q->sk);
395         q->sk.sk_write_space = macvtap_sock_write_space;
396         q->sk.sk_destruct = macvtap_sock_destruct;
397         q->flags = IFF_VNET_HDR | IFF_NO_PI | IFF_TAP;
398         q->vnet_hdr_sz = sizeof(struct virtio_net_hdr);
399
400         /*
401          * so far only KVM virtio_net uses macvtap, enable zero copy between
402          * guest kernel and host kernel when lower device supports zerocopy
403          *
404          * The macvlan supports zerocopy iff the lower device supports zero
405          * copy so we don't have to look at the lower device directly.
406          */
407         if ((dev->features & NETIF_F_HIGHDMA) && (dev->features & NETIF_F_SG))
408                 sock_set_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY);
409
410         err = macvtap_set_queue(dev, file, q);
411         if (err)
412                 sock_put(&q->sk);
413
414 out:
415         if (dev)
416                 dev_put(dev);
417
418         return err;
419 }
420
421 static int macvtap_release(struct inode *inode, struct file *file)
422 {
423         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
424         macvtap_put_queue(q);
425         return 0;
426 }
427
428 static unsigned int macvtap_poll(struct file *file, poll_table * wait)
429 {
430         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
431         unsigned int mask = POLLERR;
432
433         if (!q)
434                 goto out;
435
436         mask = 0;
437         poll_wait(file, &q->wq.wait, wait);
438
439         if (!skb_queue_empty(&q->sk.sk_receive_queue))
440                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
441
442         if (sock_writeable(&q->sk) ||
443             (!test_and_set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &q->sock.flags) &&
444              sock_writeable(&q->sk)))
445                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;
446
447 out:
448         return mask;
449 }
450
451 static inline struct sk_buff *macvtap_alloc_skb(struct sock *sk, size_t prepad,
452                                                 size_t len, size_t linear,
453                                                 int noblock, int *err)
454 {
455         struct sk_buff *skb;
456
457         /* Under a page?  Don't bother with paged skb. */
458         if (prepad + len < PAGE_SIZE || !linear)
459                 linear = len;
460
461         skb = sock_alloc_send_pskb(sk, prepad + linear, len - linear, noblock,
462                                    err);
463         if (!skb)
464                 return NULL;
465
466         skb_reserve(skb, prepad);
467         skb_put(skb, linear);
468         skb->data_len = len - linear;
469         skb->len += len - linear;
470
471         return skb;
472 }
473
474 /* set skb frags from iovec, this can move to core network code for reuse */
475 static int zerocopy_sg_from_iovec(struct sk_buff *skb, const struct iovec *from,
476                                   int offset, size_t count)
477 {
478         int len = iov_length(from, count) - offset;
479         int copy = skb_headlen(skb);
480         int size, offset1 = 0;
481         int i = 0;
482
483         /* Skip over from offset */
484         while (count && (offset >= from->iov_len)) {
485                 offset -= from->iov_len;
486                 ++from;
487                 --count;
488         }
489
490         /* copy up to skb headlen */
491         while (count && (copy > 0)) {
492                 size = min_t(unsigned int, copy, from->iov_len - offset);
493                 if (copy_from_user(skb->data + offset1, from->iov_base + offset,
494                                    size))
495                         return -EFAULT;
496                 if (copy > size) {
497                         ++from;
498                         --count;
499                         offset = 0;
500                 } else
501                         offset += size;
502                 copy -= size;
503                 offset1 += size;
504         }
505
506         if (len == offset1)
507                 return 0;
508
509         while (count--) {
510                 struct page *page[MAX_SKB_FRAGS];
511                 int num_pages;
512                 unsigned long base;
513                 unsigned long truesize;
514
515                 len = from->iov_len - offset;
516                 if (!len) {
517                         offset = 0;
518                         ++from;
519                         continue;
520                 }
521                 base = (unsigned long)from->iov_base + offset;
522                 size = ((base & ~PAGE_MASK) + len + ~PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
523                 if (i + size > MAX_SKB_FRAGS)
524                         return -EMSGSIZE;
525                 num_pages = get_user_pages_fast(base, size, 0, &page[i]);
526                 if (num_pages != size) {
527                         int j;
528
529                         for (j = 0; j < num_pages; j++)
530                                 put_page(page[i + j]);
531                         return -EFAULT;
532                 }
533                 truesize = size * PAGE_SIZE;
534                 skb->data_len += len;
535                 skb->len += len;
536                 skb->truesize += truesize;
537                 atomic_add(truesize, &skb->sk->sk_wmem_alloc);
538                 while (len) {
539                         int off = base & ~PAGE_MASK;
540                         int size = min_t(int, len, PAGE_SIZE - off);
541                         __skb_fill_page_desc(skb, i, page[i], off, size);
542                         skb_shinfo(skb)->nr_frags++;
543                         /* increase sk_wmem_alloc */
544                         base += size;
545                         len -= size;
546                         i++;
547                 }
548                 offset = 0;
549                 ++from;
550         }
551         return 0;
552 }
553
554 /*
555  * macvtap_skb_from_vnet_hdr and macvtap_skb_to_vnet_hdr should
556  * be shared with the tun/tap driver.
557  */
558 static int macvtap_skb_from_vnet_hdr(struct sk_buff *skb,
559                                      struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
560 {
561         unsigned short gso_type = 0;
562         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
563                 switch (vnet_hdr->gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN) {
564                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
565                         gso_type = SKB_GSO_TCPV4;
566                         break;
567                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
568                         gso_type = SKB_GSO_TCPV6;
569                         break;
570                 case VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP:
571                         gso_type = SKB_GSO_UDP;
572                         break;
573                 default:
574                         return -EINVAL;
575                 }
576
577                 if (vnet_hdr->gso_type & VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN)
578                         gso_type |= SKB_GSO_TCP_ECN;
579
580                 if (vnet_hdr->gso_size == 0)
581                         return -EINVAL;
582         }
583
584         if (vnet_hdr->flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) {
585                 if (!skb_partial_csum_set(skb, vnet_hdr->csum_start,
586                                           vnet_hdr->csum_offset))
587                         return -EINVAL;
588         }
589
590         if (vnet_hdr->gso_type != VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
591                 skb_shinfo(skb)->gso_size = vnet_hdr->gso_size;
592                 skb_shinfo(skb)->gso_type = gso_type;
593
594                 /* Header must be checked, and gso_segs computed. */
595                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_DODGY;
596                 skb_shinfo(skb)->gso_segs = 0;
597         }
598         return 0;
599 }
600
601 static int macvtap_skb_to_vnet_hdr(const struct sk_buff *skb,
602                                    struct virtio_net_hdr *vnet_hdr)
603 {
604         memset(vnet_hdr, 0, sizeof(*vnet_hdr));
605
606         if (skb_is_gso(skb)) {
607                 struct skb_shared_info *sinfo = skb_shinfo(skb);
608
609                 /* This is a hint as to how much should be linear. */
610                 vnet_hdr->hdr_len = skb_headlen(skb);
611                 vnet_hdr->gso_size = sinfo->gso_size;
612                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV4)
613                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4;
614                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCPV6)
615                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6;
616                 else if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_UDP)
617                         vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP;
618                 else
619                         BUG();
620                 if (sinfo->gso_type & SKB_GSO_TCP_ECN)
621                         vnet_hdr->gso_type |= VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
622         } else
623                 vnet_hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
624
625         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
626                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
627                 vnet_hdr->csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
628                 vnet_hdr->csum_offset = skb->csum_offset;
629         } else if (skb->ip_summed == CHECKSUM_UNNECESSARY) {
630                 vnet_hdr->flags = VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID;
631         } /* else everything is zero */
632
633         return 0;
634 }
635
636 static unsigned long iov_pages(const struct iovec *iv, int offset,
637                                unsigned long nr_segs)
638 {
639         unsigned long seg, base;
640         int pages = 0, len, size;
641
642         while (nr_segs && (offset >= iv->iov_len)) {
643                 offset -= iv->iov_len;
644                 ++iv;
645                 --nr_segs;
646         }
647
648         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
649                 base = (unsigned long)iv[seg].iov_base + offset;
650                 len = iv[seg].iov_len - offset;
651                 size = ((base & ~PAGE_MASK) + len + ~PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
652                 pages += size;
653                 offset = 0;
654         }
655
656         return pages;
657 }
658
659 /* Get packet from user space buffer */
660 static ssize_t macvtap_get_user(struct macvtap_queue *q, struct msghdr *m,
661                                 const struct iovec *iv, unsigned long total_len,
662                                 size_t count, int noblock)
663 {
664         int good_linear = SKB_MAX_HEAD(NET_IP_ALIGN);
665         struct sk_buff *skb;
666         struct macvlan_dev *vlan;
667         unsigned long len = total_len;
668         int err;
669         struct virtio_net_hdr vnet_hdr = { 0 };
670         int vnet_hdr_len = 0;
671         int copylen = 0;
672         bool zerocopy = false;
673         size_t linear;
674
675         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
676                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
677
678                 err = -EINVAL;
679                 if (len < vnet_hdr_len)
680                         goto err;
681                 len -= vnet_hdr_len;
682
683                 err = memcpy_fromiovecend((void *)&vnet_hdr, iv, 0,
684                                            sizeof(vnet_hdr));
685                 if (err < 0)
686                         goto err;
687                 if ((vnet_hdr.flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) &&
688                      vnet_hdr.csum_start + vnet_hdr.csum_offset + 2 >
689                                                         vnet_hdr.hdr_len)
690                         vnet_hdr.hdr_len = vnet_hdr.csum_start +
691                                                 vnet_hdr.csum_offset + 2;
692                 err = -EINVAL;
693                 if (vnet_hdr.hdr_len > len)
694                         goto err;
695         }
696
697         err = -EINVAL;
698         if (unlikely(len < ETH_HLEN))
699                 goto err;
700
701         err = -EMSGSIZE;
702         if (unlikely(count > UIO_MAXIOV))
703                 goto err;
704
705         if (m && m->msg_control && sock_flag(&q->sk, SOCK_ZEROCOPY)) {
706                 copylen = vnet_hdr.hdr_len ? vnet_hdr.hdr_len : GOODCOPY_LEN;
707                 if (copylen > good_linear)
708                         copylen = good_linear;
709                 linear = copylen;
710                 if (iov_pages(iv, vnet_hdr_len + copylen, count)
711                     <= MAX_SKB_FRAGS)
712                         zerocopy = true;
713         }
714
715         if (!zerocopy) {
716                 copylen = len;
717                 if (vnet_hdr.hdr_len > good_linear)
718                         linear = good_linear;
719                 else
720                         linear = vnet_hdr.hdr_len;
721         }
722
723         skb = macvtap_alloc_skb(&q->sk, NET_IP_ALIGN, copylen,
724                                 linear, noblock, &err);
725         if (!skb)
726                 goto err;
727
728         if (zerocopy)
729                 err = zerocopy_sg_from_iovec(skb, iv, vnet_hdr_len, count);
730         else {
731                 err = skb_copy_datagram_from_iovec(skb, 0, iv, vnet_hdr_len,
732                                                    len);
733                 if (!err && m && m->msg_control) {
734                         struct ubuf_info *uarg = m->msg_control;
735                         uarg->callback(uarg, false);
736                 }
737         }
738
739         if (err)
740                 goto err_kfree;
741
742         skb_set_network_header(skb, ETH_HLEN);
743         skb_reset_mac_header(skb);
744         skb->protocol = eth_hdr(skb)->h_proto;
745
746         if (vnet_hdr_len) {
747                 err = macvtap_skb_from_vnet_hdr(skb, &vnet_hdr);
748                 if (err)
749                         goto err_kfree;
750         }
751
752         skb_probe_transport_header(skb, ETH_HLEN);
753
754         rcu_read_lock_bh();
755         vlan = rcu_dereference_bh(q->vlan);
756         /* copy skb_ubuf_info for callback when skb has no error */
757         if (zerocopy) {
758                 skb_shinfo(skb)->destructor_arg = m->msg_control;
759                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_DEV_ZEROCOPY;
760                 skb_shinfo(skb)->tx_flags |= SKBTX_SHARED_FRAG;
761         }
762         if (vlan)
763                 macvlan_start_xmit(skb, vlan->dev);
764         else
765                 kfree_skb(skb);
766         rcu_read_unlock_bh();
767
768         return total_len;
769
770 err_kfree:
771         kfree_skb(skb);
772
773 err:
774         rcu_read_lock_bh();
775         vlan = rcu_dereference_bh(q->vlan);
776         if (vlan)
777                 vlan->dev->stats.tx_dropped++;
778         rcu_read_unlock_bh();
779
780         return err;
781 }
782
783 static ssize_t macvtap_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iv,
784                                  unsigned long count, loff_t pos)
785 {
786         struct file *file = iocb->ki_filp;
787         ssize_t result = -ENOLINK;
788         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
789
790         result = macvtap_get_user(q, NULL, iv, iov_length(iv, count), count,
791                                   file->f_flags & O_NONBLOCK);
792         return result;
793 }
794
795 /* Put packet to the user space buffer */
796 static ssize_t macvtap_put_user(struct macvtap_queue *q,
797                                 const struct sk_buff *skb,
798                                 const struct iovec *iv, int len)
799 {
800         struct macvlan_dev *vlan;
801         int ret;
802         int vnet_hdr_len = 0;
803         int vlan_offset = 0;
804         int copied;
805
806         if (q->flags & IFF_VNET_HDR) {
807                 struct virtio_net_hdr vnet_hdr;
808                 vnet_hdr_len = q->vnet_hdr_sz;
809                 if ((len -= vnet_hdr_len) < 0)
810                         return -EINVAL;
811
812                 ret = macvtap_skb_to_vnet_hdr(skb, &vnet_hdr);
813                 if (ret)
814                         return ret;
815
816                 if (memcpy_toiovecend(iv, (void *)&vnet_hdr, 0, sizeof(vnet_hdr)))
817                         return -EFAULT;
818         }
819         copied = vnet_hdr_len;
820
821         if (!vlan_tx_tag_present(skb))
822                 len = min_t(int, skb->len, len);
823         else {
824                 int copy;
825                 struct {
826                         __be16 h_vlan_proto;
827                         __be16 h_vlan_TCI;
828                 } veth;
829                 veth.h_vlan_proto = htons(ETH_P_8021Q);
830                 veth.h_vlan_TCI = htons(vlan_tx_tag_get(skb));
831
832                 vlan_offset = offsetof(struct vlan_ethhdr, h_vlan_proto);
833                 len = min_t(int, skb->len + VLAN_HLEN, len);
834
835                 copy = min_t(int, vlan_offset, len);
836                 ret = skb_copy_datagram_const_iovec(skb, 0, iv, copied, copy);
837                 len -= copy;
838                 copied += copy;
839                 if (ret || !len)
840                         goto done;
841
842                 copy = min_t(int, sizeof(veth), len);
843                 ret = memcpy_toiovecend(iv, (void *)&veth, copied, copy);
844                 len -= copy;
845                 copied += copy;
846                 if (ret || !len)
847                         goto done;
848         }
849
850         ret = skb_copy_datagram_const_iovec(skb, vlan_offset, iv, copied, len);
851         copied += len;
852
853 done:
854         rcu_read_lock_bh();
855         vlan = rcu_dereference_bh(q->vlan);
856         if (vlan)
857                 macvlan_count_rx(vlan, copied - vnet_hdr_len, ret == 0, 0);
858         rcu_read_unlock_bh();
859
860         return ret ? ret : copied;
861 }
862
863 static ssize_t macvtap_do_read(struct macvtap_queue *q, struct kiocb *iocb,
864                                const struct iovec *iv, unsigned long len,
865                                int noblock)
866 {
867         DEFINE_WAIT(wait);
868         struct sk_buff *skb;
869         ssize_t ret = 0;
870
871         while (len) {
872                 prepare_to_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
873
874                 /* Read frames from the queue */
875                 skb = skb_dequeue(&q->sk.sk_receive_queue);
876                 if (!skb) {
877                         if (noblock) {
878                                 ret = -EAGAIN;
879                                 break;
880                         }
881                         if (signal_pending(current)) {
882                                 ret = -ERESTARTSYS;
883                                 break;
884                         }
885                         /* Nothing to read, let's sleep */
886                         schedule();
887                         continue;
888                 }
889                 ret = macvtap_put_user(q, skb, iv, len);
890                 kfree_skb(skb);
891                 break;
892         }
893
894         finish_wait(sk_sleep(&q->sk), &wait);
895         return ret;
896 }
897
898 static ssize_t macvtap_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iv,
899                                 unsigned long count, loff_t pos)
900 {
901         struct file *file = iocb->ki_filp;
902         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
903         ssize_t len, ret = 0;
904
905         len = iov_length(iv, count);
906         if (len < 0) {
907                 ret = -EINVAL;
908                 goto out;
909         }
910
911         ret = macvtap_do_read(q, iocb, iv, len, file->f_flags & O_NONBLOCK);
912         ret = min_t(ssize_t, ret, len); /* XXX copied from tun.c. Why? */
913 out:
914         return ret;
915 }
916
917 /*
918  * provide compatibility with generic tun/tap interface
919  */
920 static long macvtap_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
921                           unsigned long arg)
922 {
923         struct macvtap_queue *q = file->private_data;
924         struct macvlan_dev *vlan;
925         void __user *argp = (void __user *)arg;
926         struct ifreq __user *ifr = argp;
927         unsigned int __user *up = argp;
928         unsigned int u;
929         int __user *sp = argp;
930         int s;
931         int ret;
932
933         switch (cmd) {
934         case TUNSETIFF:
935                 /* ignore the name, just look at flags */
936                 if (get_user(u, &ifr->ifr_flags))
937                         return -EFAULT;
938
939                 ret = 0;
940                 if ((u & ~IFF_VNET_HDR) != (IFF_NO_PI | IFF_TAP))
941                         ret = -EINVAL;
942                 else
943                         q->flags = u;
944
945                 return ret;
946
947         case TUNGETIFF:
948                 rcu_read_lock_bh();
949                 vlan = rcu_dereference_bh(q->vlan);
950                 if (vlan)
951                         dev_hold(vlan->dev);
952                 rcu_read_unlock_bh();
953
954                 if (!vlan)
955                         return -ENOLINK;
956
957                 ret = 0;
958                 if (copy_to_user(&ifr->ifr_name, vlan->dev->name, IFNAMSIZ) ||
959                     put_user(q->flags, &ifr->ifr_flags))
960                         ret = -EFAULT;
961                 dev_put(vlan->dev);
962                 return ret;
963
964         case TUNGETFEATURES:
965                 if (put_user(IFF_TAP | IFF_NO_PI | IFF_VNET_HDR, up))
966                         return -EFAULT;
967                 return 0;
968
969         case TUNSETSNDBUF:
970                 if (get_user(u, up))
971                         return -EFAULT;
972
973                 q->sk.sk_sndbuf = u;
974                 return 0;
975
976         case TUNGETVNETHDRSZ:
977                 s = q->vnet_hdr_sz;
978                 if (put_user(s, sp))
979                         return -EFAULT;
980                 return 0;
981
982         case TUNSETVNETHDRSZ:
983                 if (get_user(s, sp))
984                         return -EFAULT;
985                 if (s < (int)sizeof(struct virtio_net_hdr))
986                         return -EINVAL;
987
988                 q->vnet_hdr_sz = s;
989                 return 0;
990
991         case TUNSETOFFLOAD:
992                 /* let the user check for future flags */
993                 if (arg & ~(TUN_F_CSUM | TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6 |
994                             TUN_F_TSO_ECN | TUN_F_UFO))
995                         return -EINVAL;
996
997                 /* TODO: only accept frames with the features that
998                          got enabled for forwarded frames */
999                 if (!(q->flags & IFF_VNET_HDR))
1000                         return  -EINVAL;
1001                 return 0;
1002
1003         default:
1004                 return -EINVAL;
1005         }
1006 }
1007
1008 #ifdef CONFIG_COMPAT
1009 static long macvtap_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
1010                                  unsigned long arg)
1011 {
1012         return macvtap_ioctl(file, cmd, (unsigned long)compat_ptr(arg));
1013 }
1014 #endif
1015
1016 static const struct file_operations macvtap_fops = {
1017         .owner          = THIS_MODULE,
1018         .open           = macvtap_open,
1019         .release        = macvtap_release,
1020         .aio_read       = macvtap_aio_read,
1021         .aio_write      = macvtap_aio_write,
1022         .poll           = macvtap_poll,
1023         .llseek         = no_llseek,
1024         .unlocked_ioctl = macvtap_ioctl,
1025 #ifdef CONFIG_COMPAT
1026         .compat_ioctl   = macvtap_compat_ioctl,
1027 #endif
1028 };
1029
1030 static int macvtap_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock,
1031                            struct msghdr *m, size_t total_len)
1032 {
1033         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1034         return macvtap_get_user(q, m, m->msg_iov, total_len, m->msg_iovlen,
1035                             m->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
1036 }
1037
1038 static int macvtap_recvmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock,
1039                            struct msghdr *m, size_t total_len,
1040                            int flags)
1041 {
1042         struct macvtap_queue *q = container_of(sock, struct macvtap_queue, sock);
1043         int ret;
1044         if (flags & ~(MSG_DONTWAIT|MSG_TRUNC))
1045                 return -EINVAL;
1046         ret = macvtap_do_read(q, iocb, m->msg_iov, total_len,
1047                           flags & MSG_DONTWAIT);
1048         if (ret > total_len) {
1049                 m->msg_flags |= MSG_TRUNC;
1050                 ret = flags & MSG_TRUNC ? ret : total_len;
1051         }
1052         return ret;
1053 }
1054
1055 /* Ops structure to mimic raw sockets with tun */
1056 static const struct proto_ops macvtap_socket_ops = {
1057         .sendmsg = macvtap_sendmsg,
1058         .recvmsg = macvtap_recvmsg,
1059 };
1060
1061 /* Get an underlying socket object from tun file.  Returns error unless file is
1062  * attached to a device.  The returned object works like a packet socket, it
1063  * can be used for sock_sendmsg/sock_recvmsg.  The caller is responsible for
1064  * holding a reference to the file for as long as the socket is in use. */
1065 struct socket *macvtap_get_socket(struct file *file)
1066 {
1067         struct macvtap_queue *q;
1068         if (file->f_op != &macvtap_fops)
1069                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1070         q = file->private_data;
1071         if (!q)
1072                 return ERR_PTR(-EBADFD);
1073         return &q->sock;
1074 }
1075 EXPORT_SYMBOL_GPL(macvtap_get_socket);
1076
1077 static int macvtap_device_event(struct notifier_block *unused,
1078                                 unsigned long event, void *ptr)
1079 {
1080         struct net_device *dev = ptr;
1081         struct macvlan_dev *vlan;
1082         struct device *classdev;
1083         dev_t devt;
1084         int err;
1085
1086         if (dev->rtnl_link_ops != &macvtap_link_ops)
1087                 return NOTIFY_DONE;
1088
1089         vlan = netdev_priv(dev);
1090
1091         switch (event) {
1092         case NETDEV_REGISTER:
1093                 /* Create the device node here after the network device has
1094                  * been registered but before register_netdevice has
1095                  * finished running.
1096                  */
1097                 err = macvtap_get_minor(vlan);
1098                 if (err)
1099                         return notifier_from_errno(err);
1100
1101                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1102                 classdev = device_create(macvtap_class, &dev->dev, devt,
1103                                          dev, "tap%d", dev->ifindex);
1104                 if (IS_ERR(classdev)) {
1105                         macvtap_free_minor(vlan);
1106                         return notifier_from_errno(PTR_ERR(classdev));
1107                 }
1108                 break;
1109         case NETDEV_UNREGISTER:
1110                 devt = MKDEV(MAJOR(macvtap_major), vlan->minor);
1111                 device_destroy(macvtap_class, devt);
1112                 macvtap_free_minor(vlan);
1113                 break;
1114         }
1115
1116         return NOTIFY_DONE;
1117 }
1118
1119 static struct notifier_block macvtap_notifier_block __read_mostly = {
1120         .notifier_call  = macvtap_device_event,
1121 };
1122
1123 static int macvtap_init(void)
1124 {
1125         int err;
1126
1127         err = alloc_chrdev_region(&macvtap_major, 0,
1128                                 MACVTAP_NUM_DEVS, "macvtap");
1129         if (err)
1130                 goto out1;
1131
1132         cdev_init(&macvtap_cdev, &macvtap_fops);
1133         err = cdev_add(&macvtap_cdev, macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1134         if (err)
1135                 goto out2;
1136
1137         macvtap_class = class_create(THIS_MODULE, "macvtap");
1138         if (IS_ERR(macvtap_class)) {
1139                 err = PTR_ERR(macvtap_class);
1140                 goto out3;
1141         }
1142
1143         err = register_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1144         if (err)
1145                 goto out4;
1146
1147         err = macvlan_link_register(&macvtap_link_ops);
1148         if (err)
1149                 goto out5;
1150
1151         return 0;
1152
1153 out5:
1154         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1155 out4:
1156         class_unregister(macvtap_class);
1157 out3:
1158         cdev_del(&macvtap_cdev);
1159 out2:
1160         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1161 out1:
1162         return err;
1163 }
1164 module_init(macvtap_init);
1165
1166 static void macvtap_exit(void)
1167 {
1168         rtnl_link_unregister(&macvtap_link_ops);
1169         unregister_netdevice_notifier(&macvtap_notifier_block);
1170         class_unregister(macvtap_class);
1171         cdev_del(&macvtap_cdev);
1172         unregister_chrdev_region(macvtap_major, MACVTAP_NUM_DEVS);
1173 }
1174 module_exit(macvtap_exit);
1175
1176 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("macvtap");
1177 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>");
1178 MODULE_LICENSE("GPL");