palacios/include/palacios/vmm_ethernet.h

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2011, Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2011, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20 #ifndef __ETHERNET_H__
  21 #define __ETHERNET_H__
  22
  23 #include <palacios/vmm.h>
  24
  25 #define ETHERNET_HEADER_LEN 14
  26 #define ETHERNET_MTU   1500
  27 #define ETHERNET_PACKET_LEN (ETHERNET_HEADER_LEN + ETHERNET_MTU)
  28 #define ETH_ALEN 6
  29
  30 #define MIN_MTU 68
  31 #define MAX_MTU 65535
  32
  33 #define MAX_PACKET_LEN (MAX_MTU)
  34
  35 #ifdef V3_CONFIG_VNET
  36 extern int net_debug;
  37 #endif
  38
  39 struct nic_statistics {
  40     uint64_t tx_pkts;
  41     uint64_t tx_bytes;
  42     uint64_t tx_dropped;
  43
  44     uint64_t rx_pkts;
  45     uint64_t rx_bytes;
  46     uint64_t rx_dropped;
  47
  48     uint32_t tx_interrupts;
  49     uint32_t rx_interrupts;
  50 };
  51
  52 #ifdef __V3VEE__
  53
  54 #include <palacios/vmm.h>
  55
  56 #define V3_Net_Print(level, fmt, args...)                                       \
  57     do {                                                                \
  58         if(level <= net_debug) {   \
  59             extern struct v3_os_hooks * os_hooks;                       \
  60             if ((os_hooks) && (os_hooks)->print) {                      \
  61                 (os_hooks)->print((fmt), ##args);                       \
  62             }                                                   \
  63         }                                                       \
  64     } while (0)
  65
  66
  67 static inline int is_multicast_ethaddr(const uint8_t * addr)
  68 {
  69     V3_ASSERT(ETH_ALEN == 6);
  70
  71     return (0x01 & addr[0]);
  72 }
  73
  74 static inline int is_broadcast_ethaddr(const uint8_t * addr)
  75 {
  76     V3_ASSERT(ETH_ALEN == 6);
  77
  78     return (addr[0] & addr[1] & addr[2] & addr[3] & addr[4] & addr[5]) == 0xff;
  79 }
  80
  81
  82 static inline int compare_ethaddr(const uint8_t * addr1, const uint8_t * addr2)
  83 {
  84     const uint16_t *a = (const uint16_t *) addr1;
  85     const uint16_t *b = (const uint16_t *) addr2;
  86
  87     V3_ASSERT(ETH_ALEN == 6);
  88     return ((a[0] ^ b[0]) | (a[1] ^ b[1]) | (a[2] ^ b[2])) != 0;
  89 }
  90
  91
  92 static inline int compare_ether_hdr(const uint8_t * hdr1, const uint8_t * hdr2)
  93 {
  94     uint32_t *a32 = (uint32_t *)(hdr1 + 2);
  95     uint32_t *b32 = (uint32_t *)(hdr2 + 2);
  96
  97     V3_ASSERT(ETHERNET_HEADER_LEN == 14);
  98
  99     return (*(uint16_t *)hdr1 ^ *(uint16_t *)hdr2) | (a32[0] ^ b32[0]) |
 100              (a32[1] ^ b32[1]) | (a32[2] ^ b32[2]);
 101 }
 102
 103 /* AA:BB:CC:DD:EE:FF */
 104 static inline int str2mac(char * macstr, uint8_t * mac){
 105     char hex[2], *s = macstr;
 106     int i = 0;
 107
 108     while(s){
 109         memcpy(hex, s, 2);
 110         mac[i++] = (char)atox(hex);
 111         if (i == ETH_ALEN) return 0;
 112         s=strchr(s, ':');
 113         if(s) s++;
 114     }
 115
 116     return -1;
 117 }
 118
 119
 120 /* generate random ethernet address */
 121 static inline void random_ethaddr(uint8_t * addr)
 122 {
 123     uint64_t val;
 124
 125     /* using current rdtsc as random number */
 126     rdtscll(val);
 127     *(uint64_t *)addr = val;
 128
 129     addr [0] &= 0xfe;   /* clear multicast bit */
 130     addr [0] |= 0x02;   /* set local assignment bit (IEEE802) */
 131 }
 132
 133 /*-
 134  *  CRC32 code derived from work by Gary S. Brown.
 135  *
 136  *
 137  *  First, the polynomial itself and its table of feedback terms.  The
 138  *  polynomial is
 139  *  X^32+X^26+X^23+X^22+X^16+X^12+X^11+X^10+X^8+X^7+X^5+X^4+X^2+X^1+X^0
 140  *
 141  *  Note that we take it "backwards" and put the highest-order term in
 142  *  the lowest-order bit.  The X^32 term is "implied"; the LSB is the
 143  *  X^31 term, etc.  The X^0 term (usually shown as "+1") results in
 144  *  the MSB being 1
 145  *
 146  *  Note that the usual hardware shift register implementation, which
 147  *  is what we're using (we're merely optimizing it by doing eight-bit
 148  *  chunks at a time) shifts bits into the lowest-order term.  In our
 149  *  implementation, that means shifting towards the right.  Why do we
 150  *  do it this way?  Because the calculated CRC must be transmitted in
 151  *  order from highest-order term to lowest-order term.  UARTs transmit
 152  *  characters in order from LSB to MSB.  By storing the CRC this way
 153  *  we hand it to the UART in the order low-byte to high-byte; the UART
 154  *  sends each low-bit to hight-bit; and the result is transmission bit
 155  *  by bit from highest- to lowest-order term without requiring any bit
 156  *  shuffling on our part.  Reception works similarly
 157  *
 158  *  The feedback terms table consists of 256, 32-bit entries.  Notes
 159  *
 160  *      The table can be generated at runtime if desired; code to do so
 161  *      is shown later.  It might not be obvious, but the feedback
 162  *      terms simply represent the results of eight shift/xor opera
 163  *      tions for all combinations of data and CRC register values
 164  *
 165  *      The values must be right-shifted by eight bits by the "updcrc
 166  *      logic; the shift must be unsigned (bring in zeroes).  On some
 167  *      hardware you could probably optimize the shift in assembler by
 168  *      using byte-swap instructions
 169  *      polynomial $edb88320
 170  *
 171  *
 172  */
 173 static uint32_t crc32_tab[] = {
 174     0x00000000, 0x77073096, 0xee0e612c, 0x990951ba, 0x076dc419, 0x706af48f,
 175     0xe963a535, 0x9e6495a3, 0x0edb8832, 0x79dcb8a4, 0xe0d5e91e, 0x97d2d988,
 176     0x09b64c2b, 0x7eb17cbd, 0xe7b82d07, 0x90bf1d91, 0x1db71064, 0x6ab020f2,
 177     0xf3b97148, 0x84be41de, 0x1adad47d, 0x6ddde4eb, 0xf4d4b551, 0x83d385c7,
 178     0x136c9856, 0x646ba8c0, 0xfd62f97a, 0x8a65c9ec, 0x14015c4f, 0x63066cd9,
 179     0xfa0f3d63, 0x8d080df5, 0x3b6e20c8, 0x4c69105e, 0xd56041e4, 0xa2677172,
 180     0x3c03e4d1, 0x4b04d447, 0xd20d85fd, 0xa50ab56b, 0x35b5a8fa, 0x42b2986c,
 181     0xdbbbc9d6, 0xacbcf940, 0x32d86ce3, 0x45df5c75, 0xdcd60dcf, 0xabd13d59,
 182     0x26d930ac, 0x51de003a, 0xc8d75180, 0xbfd06116, 0x21b4f4b5, 0x56b3c423,
 183     0xcfba9599, 0xb8bda50f, 0x2802b89e, 0x5f058808, 0xc60cd9b2, 0xb10be924,
 184     0x2f6f7c87, 0x58684c11, 0xc1611dab, 0xb6662d3d, 0x76dc4190, 0x01db7106,
 185     0x98d220bc, 0xefd5102a, 0x71b18589, 0x06b6b51f, 0x9fbfe4a5, 0xe8b8d433,
 186     0x7807c9a2, 0x0f00f934, 0x9609a88e, 0xe10e9818, 0x7f6a0dbb, 0x086d3d2d,
 187     0x91646c97, 0xe6635c01, 0x6b6b51f4, 0x1c6c6162, 0x856530d8, 0xf262004e,
 188     0x6c0695ed, 0x1b01a57b, 0x8208f4c1, 0xf50fc457, 0x65b0d9c6, 0x12b7e950,
 189     0x8bbeb8ea, 0xfcb9887c, 0x62dd1ddf, 0x15da2d49, 0x8cd37cf3, 0xfbd44c65,
 190     0x4db26158, 0x3ab551ce, 0xa3bc0074, 0xd4bb30e2, 0x4adfa541, 0x3dd895d7,
 191     0xa4d1c46d, 0xd3d6f4fb, 0x4369e96a, 0x346ed9fc, 0xad678846, 0xda60b8d0,
 192     0x44042d73, 0x33031de5, 0xaa0a4c5f, 0xdd0d7cc9, 0x5005713c, 0x270241aa,
 193     0xbe0b1010, 0xc90c2086, 0x5768b525, 0x206f85b3, 0xb966d409, 0xce61e49f,
 194     0x5edef90e, 0x29d9c998, 0xb0d09822, 0xc7d7a8b4, 0x59b33d17, 0x2eb40d81,
 195     0xb7bd5c3b, 0xc0ba6cad, 0xedb88320, 0x9abfb3b6, 0x03b6e20c, 0x74b1d29a,
 196     0xead54739, 0x9dd277af, 0x04db2615, 0x73dc1683, 0xe3630b12, 0x94643b84,
 197     0x0d6d6a3e, 0x7a6a5aa8, 0xe40ecf0b, 0x9309ff9d, 0x0a00ae27, 0x7d079eb1,
 198     0xf00f9344, 0x8708a3d2, 0x1e01f268, 0x6906c2fe, 0xf762575d, 0x806567cb,
 199     0x196c3671, 0x6e6b06e7, 0xfed41b76, 0x89d32be0, 0x10da7a5a, 0x67dd4acc,
 200     0xf9b9df6f, 0x8ebeeff9, 0x17b7be43, 0x60b08ed5, 0xd6d6a3e8, 0xa1d1937e,
 201     0x38d8c2c4, 0x4fdff252, 0xd1bb67f1, 0xa6bc5767, 0x3fb506dd, 0x48b2364b,
 202     0xd80d2bda, 0xaf0a1b4c, 0x36034af6, 0x41047a60, 0xdf60efc3, 0xa867df55,
 203     0x316e8eef, 0x4669be79, 0xcb61b38c, 0xbc66831a, 0x256fd2a0, 0x5268e236,
 204     0xcc0c7795, 0xbb0b4703, 0x220216b9, 0x5505262f, 0xc5ba3bbe, 0xb2bd0b28,
 205     0x2bb45a92, 0x5cb36a04, 0xc2d7ffa7, 0xb5d0cf31, 0x2cd99e8b, 0x5bdeae1d,
 206     0x9b64c2b0, 0xec63f226, 0x756aa39c, 0x026d930a, 0x9c0906a9, 0xeb0e363f,
 207     0x72076785, 0x05005713, 0x95bf4a82, 0xe2b87a14, 0x7bb12bae, 0x0cb61b38,
 208     0x92d28e9b, 0xe5d5be0d, 0x7cdcefb7, 0x0bdbdf21, 0x86d3d2d4, 0xf1d4e242,
 209     0x68ddb3f8, 0x1fda836e, 0x81be16cd, 0xf6b9265b, 0x6fb077e1, 0x18b74777,
 210     0x88085ae6, 0xff0f6a70, 0x66063bca, 0x11010b5c, 0x8f659eff, 0xf862ae69,
 211     0x616bffd3, 0x166ccf45, 0xa00ae278, 0xd70dd2ee, 0x4e048354, 0x3903b3c2,
 212     0xa7672661, 0xd06016f7, 0x4969474d, 0x3e6e77db, 0xaed16a4a, 0xd9d65adc,
 213     0x40df0b66, 0x37d83bf0, 0xa9bcae53, 0xdebb9ec5, 0x47b2cf7f, 0x30b5ffe9,
 214     0xbdbdf21c, 0xcabac28a, 0x53b39330, 0x24b4a3a6, 0xbad03605, 0xcdd70693,
 215     0x54de5729, 0x23d967bf, 0xb3667a2e, 0xc4614ab8, 0x5d681b02, 0x2a6f2b94,
 216     0xb40bbe37, 0xc30c8ea1, 0x5a05df1b, 0x2d02ef8d
 217 };
 218
 219 static inline uint32_t v3_crc32(uint32_t crc, uint8_t *buf, int size)
 220 {
 221     const uint8_t *p;
 222
 223     p = buf;
 224     crc = crc ^ ~0U;
 225
 226     while (size--){
 227         crc = crc32_tab[(crc ^ *p++) & 0xFF] ^ (crc >> 8);
 228     }
 229
 230     return crc ^ ~0U;
 231 }
 232
 233 #endif
 234
 235 #endif
 236
 237