xref: /qemu/hw/net/net_tx_pkt.c (revision e3404e01)
1 /*
2  * QEMU TX packets abstractions
3  *
4  * Copyright (c) 2012 Ravello Systems LTD (http://ravellosystems.com)
5  *
6  * Developed by Daynix Computing LTD (http://www.daynix.com)
7  *
8  * Authors:
9  * Dmitry Fleytman <dmitry@daynix.com>
10  * Tamir Shomer <tamirs@daynix.com>
11  * Yan Vugenfirer <yan@daynix.com>
12  *
13  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
14  * See the COPYING file in the top-level directory.
15  *
16  */
17 
18 #include "qemu/osdep.h"
19 #include "qemu/crc32c.h"
20 #include "net/eth.h"
21 #include "net/checksum.h"
22 #include "net/tap.h"
23 #include "net/net.h"
24 #include "hw/pci/pci_device.h"
25 #include "net_tx_pkt.h"
26 
27 enum {
28     NET_TX_PKT_VHDR_FRAG = 0,
29     NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG,
30     NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG,
31     NET_TX_PKT_PL_START_FRAG
32 };
33 
34 /* TX packet private context */
35 struct NetTxPkt {
36     struct virtio_net_hdr virt_hdr;
37 
38     struct iovec *raw;
39     uint32_t raw_frags;
40     uint32_t max_raw_frags;
41 
42     struct iovec *vec;
43 
44     struct {
45         struct eth_header eth;
46         struct vlan_header vlan[3];
47     } l2_hdr;
48     union {
49         struct ip_header ip;
50         struct ip6_header ip6;
51         uint8_t octets[ETH_MAX_IP_DGRAM_LEN];
52     } l3_hdr;
53 
54     uint32_t payload_len;
55 
56     uint32_t payload_frags;
57     uint32_t max_payload_frags;
58 
59     uint16_t hdr_len;
60     eth_pkt_types_e packet_type;
61     uint8_t l4proto;
62 };
63 
64 void net_tx_pkt_init(struct NetTxPkt **pkt, uint32_t max_frags)
65 {
66     struct NetTxPkt *p = g_malloc0(sizeof *p);
67 
68     p->vec = g_new(struct iovec, max_frags + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG);
69 
70     p->raw = g_new(struct iovec, max_frags);
71 
72     p->max_payload_frags = max_frags;
73     p->max_raw_frags = max_frags;
74     p->vec[NET_TX_PKT_VHDR_FRAG].iov_base = &p->virt_hdr;
75     p->vec[NET_TX_PKT_VHDR_FRAG].iov_len = sizeof p->virt_hdr;
76     p->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG].iov_base = &p->l2_hdr;
77     p->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_base = &p->l3_hdr;
78 
79     *pkt = p;
80 }
81 
82 void net_tx_pkt_uninit(struct NetTxPkt *pkt)
83 {
84     if (pkt) {
85         g_free(pkt->vec);
86         g_free(pkt->raw);
87         g_free(pkt);
88     }
89 }
90 
91 void net_tx_pkt_update_ip_hdr_checksum(struct NetTxPkt *pkt)
92 {
93     uint16_t csum;
94     assert(pkt);
95 
96     pkt->l3_hdr.ip.ip_len = cpu_to_be16(pkt->payload_len +
97         pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_len);
98 
99     pkt->l3_hdr.ip.ip_sum = 0;
100     csum = net_raw_checksum(pkt->l3_hdr.octets,
101         pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_len);
102     pkt->l3_hdr.ip.ip_sum = cpu_to_be16(csum);
103 }
104 
105 void net_tx_pkt_update_ip_checksums(struct NetTxPkt *pkt)
106 {
107     uint16_t csum;
108     uint32_t cntr, cso;
109     assert(pkt);
110     uint8_t gso_type = pkt->virt_hdr.gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
111     void *ip_hdr = pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_base;
112 
113     if (pkt->payload_len + pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_len >
114         ETH_MAX_IP_DGRAM_LEN) {
115         return;
116     }
117 
118     if (gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4 ||
119         gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP) {
120         /* Calculate IP header checksum */
121         net_tx_pkt_update_ip_hdr_checksum(pkt);
122 
123         /* Calculate IP pseudo header checksum */
124         cntr = eth_calc_ip4_pseudo_hdr_csum(ip_hdr, pkt->payload_len, &cso);
125         csum = cpu_to_be16(~net_checksum_finish(cntr));
126     } else if (gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6) {
127         /* Calculate IP pseudo header checksum */
128         cntr = eth_calc_ip6_pseudo_hdr_csum(ip_hdr, pkt->payload_len,
129                                             IP_PROTO_TCP, &cso);
130         csum = cpu_to_be16(~net_checksum_finish(cntr));
131     } else {
132         return;
133     }
134 
135     iov_from_buf(&pkt->vec[NET_TX_PKT_PL_START_FRAG], pkt->payload_frags,
136                  pkt->virt_hdr.csum_offset, &csum, sizeof(csum));
137 }
138 
139 bool net_tx_pkt_update_sctp_checksum(struct NetTxPkt *pkt)
140 {
141     uint32_t csum = 0;
142     struct iovec *pl_start_frag = pkt->vec + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG;
143 
144     if (iov_from_buf(pl_start_frag, pkt->payload_frags, 8, &csum, sizeof(csum)) < sizeof(csum)) {
145         return false;
146     }
147 
148     csum = cpu_to_le32(iov_crc32c(0xffffffff, pl_start_frag, pkt->payload_frags));
149     if (iov_from_buf(pl_start_frag, pkt->payload_frags, 8, &csum, sizeof(csum)) < sizeof(csum)) {
150         return false;
151     }
152 
153     return true;
154 }
155 
156 static void net_tx_pkt_calculate_hdr_len(struct NetTxPkt *pkt)
157 {
158     pkt->hdr_len = pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG].iov_len +
159         pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_len;
160 }
161 
162 static bool net_tx_pkt_parse_headers(struct NetTxPkt *pkt)
163 {
164     struct iovec *l2_hdr, *l3_hdr;
165     size_t bytes_read;
166     size_t full_ip6hdr_len;
167     uint16_t l3_proto;
168 
169     assert(pkt);
170 
171     l2_hdr = &pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG];
172     l3_hdr = &pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG];
173 
174     bytes_read = iov_to_buf(pkt->raw, pkt->raw_frags, 0, l2_hdr->iov_base,
175                             ETH_MAX_L2_HDR_LEN);
176     if (bytes_read < sizeof(struct eth_header)) {
177         l2_hdr->iov_len = 0;
178         return false;
179     }
180 
181     l2_hdr->iov_len = sizeof(struct eth_header);
182     switch (be16_to_cpu(PKT_GET_ETH_HDR(l2_hdr->iov_base)->h_proto)) {
183     case ETH_P_VLAN:
184         l2_hdr->iov_len += sizeof(struct vlan_header);
185         break;
186     case ETH_P_DVLAN:
187         l2_hdr->iov_len += 2 * sizeof(struct vlan_header);
188         break;
189     }
190 
191     if (bytes_read < l2_hdr->iov_len) {
192         l2_hdr->iov_len = 0;
193         l3_hdr->iov_len = 0;
194         pkt->packet_type = ETH_PKT_UCAST;
195         return false;
196     } else {
197         l2_hdr->iov_len = ETH_MAX_L2_HDR_LEN;
198         l2_hdr->iov_len = eth_get_l2_hdr_length(l2_hdr->iov_base);
199         pkt->packet_type = get_eth_packet_type(l2_hdr->iov_base);
200     }
201 
202     l3_proto = eth_get_l3_proto(l2_hdr, 1, l2_hdr->iov_len);
203 
204     switch (l3_proto) {
205     case ETH_P_IP:
206         bytes_read = iov_to_buf(pkt->raw, pkt->raw_frags, l2_hdr->iov_len,
207                                 l3_hdr->iov_base, sizeof(struct ip_header));
208 
209         if (bytes_read < sizeof(struct ip_header)) {
210             l3_hdr->iov_len = 0;
211             return false;
212         }
213 
214         l3_hdr->iov_len = IP_HDR_GET_LEN(l3_hdr->iov_base);
215 
216         if (l3_hdr->iov_len < sizeof(struct ip_header)) {
217             l3_hdr->iov_len = 0;
218             return false;
219         }
220 
221         pkt->l4proto = IP_HDR_GET_P(l3_hdr->iov_base);
222 
223         if (IP_HDR_GET_LEN(l3_hdr->iov_base) != sizeof(struct ip_header)) {
224             /* copy optional IPv4 header data if any*/
225             bytes_read = iov_to_buf(pkt->raw, pkt->raw_frags,
226                                     l2_hdr->iov_len + sizeof(struct ip_header),
227                                     l3_hdr->iov_base + sizeof(struct ip_header),
228                                     l3_hdr->iov_len - sizeof(struct ip_header));
229             if (bytes_read < l3_hdr->iov_len - sizeof(struct ip_header)) {
230                 l3_hdr->iov_len = 0;
231                 return false;
232             }
233         }
234 
235         break;
236 
237     case ETH_P_IPV6:
238     {
239         eth_ip6_hdr_info hdrinfo;
240 
241         if (!eth_parse_ipv6_hdr(pkt->raw, pkt->raw_frags, l2_hdr->iov_len,
242                                 &hdrinfo)) {
243             l3_hdr->iov_len = 0;
244             return false;
245         }
246 
247         pkt->l4proto = hdrinfo.l4proto;
248         full_ip6hdr_len = hdrinfo.full_hdr_len;
249 
250         if (full_ip6hdr_len > ETH_MAX_IP_DGRAM_LEN) {
251             l3_hdr->iov_len = 0;
252             return false;
253         }
254 
255         bytes_read = iov_to_buf(pkt->raw, pkt->raw_frags, l2_hdr->iov_len,
256                                 l3_hdr->iov_base, full_ip6hdr_len);
257 
258         if (bytes_read < full_ip6hdr_len) {
259             l3_hdr->iov_len = 0;
260             return false;
261         } else {
262             l3_hdr->iov_len = full_ip6hdr_len;
263         }
264         break;
265     }
266     default:
267         l3_hdr->iov_len = 0;
268         break;
269     }
270 
271     net_tx_pkt_calculate_hdr_len(pkt);
272     return true;
273 }
274 
275 static void net_tx_pkt_rebuild_payload(struct NetTxPkt *pkt)
276 {
277     pkt->payload_len = iov_size(pkt->raw, pkt->raw_frags) - pkt->hdr_len;
278     pkt->payload_frags = iov_copy(&pkt->vec[NET_TX_PKT_PL_START_FRAG],
279                                 pkt->max_payload_frags,
280                                 pkt->raw, pkt->raw_frags,
281                                 pkt->hdr_len, pkt->payload_len);
282 }
283 
284 bool net_tx_pkt_parse(struct NetTxPkt *pkt)
285 {
286     if (net_tx_pkt_parse_headers(pkt)) {
287         net_tx_pkt_rebuild_payload(pkt);
288         return true;
289     } else {
290         return false;
291     }
292 }
293 
294 struct virtio_net_hdr *net_tx_pkt_get_vhdr(struct NetTxPkt *pkt)
295 {
296     assert(pkt);
297     return &pkt->virt_hdr;
298 }
299 
300 static uint8_t net_tx_pkt_get_gso_type(struct NetTxPkt *pkt,
301                                           bool tso_enable)
302 {
303     uint8_t rc = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
304     uint16_t l3_proto;
305 
306     l3_proto = eth_get_l3_proto(&pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG], 1,
307         pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG].iov_len);
308 
309     if (!tso_enable) {
310         goto func_exit;
311     }
312 
313     rc = eth_get_gso_type(l3_proto, pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_base,
314                           pkt->l4proto);
315 
316 func_exit:
317     return rc;
318 }
319 
320 bool net_tx_pkt_build_vheader(struct NetTxPkt *pkt, bool tso_enable,
321     bool csum_enable, uint32_t gso_size)
322 {
323     struct tcp_hdr l4hdr;
324     size_t bytes_read;
325     assert(pkt);
326 
327     /* csum has to be enabled if tso is. */
328     assert(csum_enable || !tso_enable);
329 
330     pkt->virt_hdr.gso_type = net_tx_pkt_get_gso_type(pkt, tso_enable);
331 
332     switch (pkt->virt_hdr.gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN) {
333     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE:
334         pkt->virt_hdr.hdr_len = 0;
335         pkt->virt_hdr.gso_size = 0;
336         break;
337 
338     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP:
339         pkt->virt_hdr.gso_size = gso_size;
340         pkt->virt_hdr.hdr_len = pkt->hdr_len + sizeof(struct udp_header);
341         break;
342 
343     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
344     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
345         bytes_read = iov_to_buf(&pkt->vec[NET_TX_PKT_PL_START_FRAG],
346                                 pkt->payload_frags, 0, &l4hdr, sizeof(l4hdr));
347         if (bytes_read < sizeof(l4hdr) ||
348             l4hdr.th_off * sizeof(uint32_t) < sizeof(l4hdr)) {
349             return false;
350         }
351 
352         pkt->virt_hdr.hdr_len = pkt->hdr_len + l4hdr.th_off * sizeof(uint32_t);
353         pkt->virt_hdr.gso_size = gso_size;
354         break;
355 
356     default:
357         g_assert_not_reached();
358     }
359 
360     if (csum_enable) {
361         switch (pkt->l4proto) {
362         case IP_PROTO_TCP:
363             if (pkt->payload_len < sizeof(struct tcp_hdr)) {
364                 return false;
365             }
366             pkt->virt_hdr.flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
367             pkt->virt_hdr.csum_start = pkt->hdr_len;
368             pkt->virt_hdr.csum_offset = offsetof(struct tcp_hdr, th_sum);
369             break;
370         case IP_PROTO_UDP:
371             if (pkt->payload_len < sizeof(struct udp_hdr)) {
372                 return false;
373             }
374             pkt->virt_hdr.flags = VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
375             pkt->virt_hdr.csum_start = pkt->hdr_len;
376             pkt->virt_hdr.csum_offset = offsetof(struct udp_hdr, uh_sum);
377             break;
378         default:
379             break;
380         }
381     }
382 
383     return true;
384 }
385 
386 void net_tx_pkt_setup_vlan_header_ex(struct NetTxPkt *pkt,
387     uint16_t vlan, uint16_t vlan_ethtype)
388 {
389     assert(pkt);
390 
391     eth_setup_vlan_headers(pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG].iov_base,
392                            &pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG].iov_len,
393                            vlan, vlan_ethtype);
394 
395     pkt->hdr_len += sizeof(struct vlan_header);
396 }
397 
398 bool net_tx_pkt_add_raw_fragment(struct NetTxPkt *pkt, void *base, size_t len)
399 {
400     struct iovec *ventry;
401     assert(pkt);
402 
403     if (pkt->raw_frags >= pkt->max_raw_frags) {
404         return false;
405     }
406 
407     ventry = &pkt->raw[pkt->raw_frags];
408     ventry->iov_base = base;
409     ventry->iov_len = len;
410     pkt->raw_frags++;
411 
412     return true;
413 }
414 
415 bool net_tx_pkt_has_fragments(struct NetTxPkt *pkt)
416 {
417     return pkt->raw_frags > 0;
418 }
419 
420 eth_pkt_types_e net_tx_pkt_get_packet_type(struct NetTxPkt *pkt)
421 {
422     assert(pkt);
423 
424     return pkt->packet_type;
425 }
426 
427 size_t net_tx_pkt_get_total_len(struct NetTxPkt *pkt)
428 {
429     assert(pkt);
430 
431     return pkt->hdr_len + pkt->payload_len;
432 }
433 
434 void net_tx_pkt_dump(struct NetTxPkt *pkt)
435 {
436 #ifdef NET_TX_PKT_DEBUG
437     assert(pkt);
438 
439     printf("TX PKT: hdr_len: %d, pkt_type: 0x%X, l2hdr_len: %lu, "
440         "l3hdr_len: %lu, payload_len: %u\n", pkt->hdr_len, pkt->packet_type,
441         pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG].iov_len,
442         pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_len, pkt->payload_len);
443 #endif
444 }
445 
446 void net_tx_pkt_reset(struct NetTxPkt *pkt,
447                       NetTxPktFreeFrag callback, void *context)
448 {
449     int i;
450 
451     /* no assert, as reset can be called before tx_pkt_init */
452     if (!pkt) {
453         return;
454     }
455 
456     memset(&pkt->virt_hdr, 0, sizeof(pkt->virt_hdr));
457 
458     assert(pkt->vec);
459 
460     pkt->payload_len = 0;
461     pkt->payload_frags = 0;
462 
463     if (pkt->max_raw_frags > 0) {
464         assert(pkt->raw);
465         for (i = 0; i < pkt->raw_frags; i++) {
466             assert(pkt->raw[i].iov_base);
467             callback(context, pkt->raw[i].iov_base, pkt->raw[i].iov_len);
468         }
469     }
470     pkt->raw_frags = 0;
471 
472     pkt->hdr_len = 0;
473     pkt->l4proto = 0;
474 }
475 
476 void net_tx_pkt_unmap_frag_pci(void *context, void *base, size_t len)
477 {
478     pci_dma_unmap(context, base, len, DMA_DIRECTION_TO_DEVICE, 0);
479 }
480 
481 bool net_tx_pkt_add_raw_fragment_pci(struct NetTxPkt *pkt, PCIDevice *pci_dev,
482                                      dma_addr_t pa, size_t len)
483 {
484     dma_addr_t mapped_len = len;
485     void *base = pci_dma_map(pci_dev, pa, &mapped_len, DMA_DIRECTION_TO_DEVICE);
486     if (!base) {
487         return false;
488     }
489 
490     if (mapped_len != len || !net_tx_pkt_add_raw_fragment(pkt, base, len)) {
491         net_tx_pkt_unmap_frag_pci(pci_dev, base, mapped_len);
492         return false;
493     }
494 
495     return true;
496 }
497 
498 static void net_tx_pkt_do_sw_csum(struct NetTxPkt *pkt,
499                                   struct iovec *iov, uint32_t iov_len,
500                                   uint16_t csl)
501 {
502     uint32_t csum_cntr;
503     uint16_t csum = 0;
504     uint32_t cso;
505     /* num of iovec without vhdr */
506     size_t csum_offset = pkt->virt_hdr.csum_start + pkt->virt_hdr.csum_offset;
507     uint16_t l3_proto = eth_get_l3_proto(iov, 1, iov->iov_len);
508 
509     /* Put zero to checksum field */
510     iov_from_buf(iov, iov_len, csum_offset, &csum, sizeof csum);
511 
512     /* Calculate L4 TCP/UDP checksum */
513     csum_cntr = 0;
514     cso = 0;
515     /* add pseudo header to csum */
516     if (l3_proto == ETH_P_IP) {
517         csum_cntr = eth_calc_ip4_pseudo_hdr_csum(
518                 pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_base,
519                 csl, &cso);
520     } else if (l3_proto == ETH_P_IPV6) {
521         csum_cntr = eth_calc_ip6_pseudo_hdr_csum(
522                 pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_base,
523                 csl, pkt->l4proto, &cso);
524     }
525 
526     /* data checksum */
527     csum_cntr +=
528         net_checksum_add_iov(iov, iov_len, pkt->virt_hdr.csum_start, csl, cso);
529 
530     /* Put the checksum obtained into the packet */
531     csum = cpu_to_be16(net_checksum_finish_nozero(csum_cntr));
532     iov_from_buf(iov, iov_len, csum_offset, &csum, sizeof csum);
533 }
534 
535 #define NET_MAX_FRAG_SG_LIST (64)
536 
537 static size_t net_tx_pkt_fetch_fragment(struct NetTxPkt *pkt,
538     int *src_idx, size_t *src_offset, size_t src_len,
539     struct iovec *dst, int *dst_idx)
540 {
541     size_t fetched = 0;
542     struct iovec *src = pkt->vec;
543 
544     while (fetched < src_len) {
545 
546         /* no more place in fragment iov */
547         if (*dst_idx == NET_MAX_FRAG_SG_LIST) {
548             break;
549         }
550 
551         /* no more data in iovec */
552         if (*src_idx == (pkt->payload_frags + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG)) {
553             break;
554         }
555 
556 
557         dst[*dst_idx].iov_base = src[*src_idx].iov_base + *src_offset;
558         dst[*dst_idx].iov_len = MIN(src[*src_idx].iov_len - *src_offset,
559             src_len - fetched);
560 
561         *src_offset += dst[*dst_idx].iov_len;
562         fetched += dst[*dst_idx].iov_len;
563 
564         if (*src_offset == src[*src_idx].iov_len) {
565             *src_offset = 0;
566             (*src_idx)++;
567         }
568 
569         (*dst_idx)++;
570     }
571 
572     return fetched;
573 }
574 
575 static void net_tx_pkt_sendv(
576     void *opaque, const struct iovec *iov, int iov_cnt,
577     const struct iovec *virt_iov, int virt_iov_cnt)
578 {
579     NetClientState *nc = opaque;
580 
581     if (qemu_get_using_vnet_hdr(nc->peer)) {
582         qemu_sendv_packet(nc, virt_iov, virt_iov_cnt);
583     } else {
584         qemu_sendv_packet(nc, iov, iov_cnt);
585     }
586 }
587 
588 static bool net_tx_pkt_tcp_fragment_init(struct NetTxPkt *pkt,
589                                          struct iovec *fragment,
590                                          int *pl_idx,
591                                          size_t *l4hdr_len,
592                                          int *src_idx,
593                                          size_t *src_offset,
594                                          size_t *src_len)
595 {
596     struct iovec *l4 = fragment + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG;
597     size_t bytes_read = 0;
598     struct tcp_hdr *th;
599 
600     if (!pkt->payload_frags) {
601         return false;
602     }
603 
604     l4->iov_len = pkt->virt_hdr.hdr_len - pkt->hdr_len;
605     l4->iov_base = g_malloc(l4->iov_len);
606 
607     *src_idx = NET_TX_PKT_PL_START_FRAG;
608     while (pkt->vec[*src_idx].iov_len < l4->iov_len - bytes_read) {
609         memcpy((char *)l4->iov_base + bytes_read, pkt->vec[*src_idx].iov_base,
610                pkt->vec[*src_idx].iov_len);
611 
612         bytes_read += pkt->vec[*src_idx].iov_len;
613 
614         (*src_idx)++;
615         if (*src_idx >= pkt->payload_frags + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG) {
616             g_free(l4->iov_base);
617             return false;
618         }
619     }
620 
621     *src_offset = l4->iov_len - bytes_read;
622     memcpy((char *)l4->iov_base + bytes_read, pkt->vec[*src_idx].iov_base,
623            *src_offset);
624 
625     th = l4->iov_base;
626     th->th_flags &= ~(TH_FIN | TH_PUSH);
627 
628     *pl_idx = NET_TX_PKT_PL_START_FRAG + 1;
629     *l4hdr_len = l4->iov_len;
630     *src_len = pkt->virt_hdr.gso_size;
631 
632     return true;
633 }
634 
635 static void net_tx_pkt_tcp_fragment_deinit(struct iovec *fragment)
636 {
637     g_free(fragment[NET_TX_PKT_PL_START_FRAG].iov_base);
638 }
639 
640 static void net_tx_pkt_tcp_fragment_fix(struct NetTxPkt *pkt,
641                                         struct iovec *fragment,
642                                         size_t fragment_len,
643                                         uint8_t gso_type)
644 {
645     struct iovec *l3hdr = fragment + NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG;
646     struct iovec *l4hdr = fragment + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG;
647     struct ip_header *ip = l3hdr->iov_base;
648     struct ip6_header *ip6 = l3hdr->iov_base;
649     size_t len = l3hdr->iov_len + l4hdr->iov_len + fragment_len;
650 
651     switch (gso_type) {
652     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
653         ip->ip_len = cpu_to_be16(len);
654         eth_fix_ip4_checksum(l3hdr->iov_base, l3hdr->iov_len);
655         break;
656 
657     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
658         len -= sizeof(struct ip6_header);
659         ip6->ip6_ctlun.ip6_un1.ip6_un1_plen = cpu_to_be16(len);
660         break;
661     }
662 }
663 
664 static void net_tx_pkt_tcp_fragment_advance(struct NetTxPkt *pkt,
665                                             struct iovec *fragment,
666                                             size_t fragment_len,
667                                             uint8_t gso_type)
668 {
669     struct iovec *l3hdr = fragment + NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG;
670     struct iovec *l4hdr = fragment + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG;
671     struct ip_header *ip = l3hdr->iov_base;
672     struct tcp_hdr *th = l4hdr->iov_base;
673 
674     if (gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4) {
675         ip->ip_id = cpu_to_be16(be16_to_cpu(ip->ip_id) + 1);
676     }
677 
678     th->th_seq = cpu_to_be32(be32_to_cpu(th->th_seq) + fragment_len);
679     th->th_flags &= ~TH_CWR;
680 }
681 
682 static void net_tx_pkt_udp_fragment_init(struct NetTxPkt *pkt,
683                                          int *pl_idx,
684                                          size_t *l4hdr_len,
685                                          int *src_idx, size_t *src_offset,
686                                          size_t *src_len)
687 {
688     *pl_idx = NET_TX_PKT_PL_START_FRAG;
689     *l4hdr_len = 0;
690     *src_idx = NET_TX_PKT_PL_START_FRAG;
691     *src_offset = 0;
692     *src_len = IP_FRAG_ALIGN_SIZE(pkt->virt_hdr.gso_size);
693 }
694 
695 static void net_tx_pkt_udp_fragment_fix(struct NetTxPkt *pkt,
696                                         struct iovec *fragment,
697                                         size_t fragment_offset,
698                                         size_t fragment_len)
699 {
700     bool more_frags = fragment_offset + fragment_len < pkt->payload_len;
701     uint16_t orig_flags;
702     struct iovec *l3hdr = fragment + NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG;
703     struct ip_header *ip = l3hdr->iov_base;
704     uint16_t frag_off_units = fragment_offset / IP_FRAG_UNIT_SIZE;
705     uint16_t new_ip_off;
706 
707     assert(fragment_offset % IP_FRAG_UNIT_SIZE == 0);
708     assert((frag_off_units & ~IP_OFFMASK) == 0);
709 
710     orig_flags = be16_to_cpu(ip->ip_off) & ~(IP_OFFMASK | IP_MF);
711     new_ip_off = frag_off_units | orig_flags | (more_frags ? IP_MF : 0);
712     ip->ip_off = cpu_to_be16(new_ip_off);
713     ip->ip_len = cpu_to_be16(l3hdr->iov_len + fragment_len);
714 
715     eth_fix_ip4_checksum(l3hdr->iov_base, l3hdr->iov_len);
716 }
717 
718 static bool net_tx_pkt_do_sw_fragmentation(struct NetTxPkt *pkt,
719                                            NetTxPktSend callback,
720                                            void *context)
721 {
722     uint8_t gso_type = pkt->virt_hdr.gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
723 
724     struct iovec fragment[NET_MAX_FRAG_SG_LIST];
725     size_t fragment_len;
726     size_t l4hdr_len;
727     size_t src_len;
728 
729     int src_idx, dst_idx, pl_idx;
730     size_t src_offset;
731     size_t fragment_offset = 0;
732     struct virtio_net_hdr virt_hdr = {
733         .flags = pkt->virt_hdr.flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM ?
734                  VIRTIO_NET_HDR_F_DATA_VALID : 0
735     };
736 
737     /* Copy headers */
738     fragment[NET_TX_PKT_VHDR_FRAG].iov_base = &virt_hdr;
739     fragment[NET_TX_PKT_VHDR_FRAG].iov_len = sizeof(virt_hdr);
740     fragment[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG] = pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG];
741     fragment[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG] = pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG];
742 
743     switch (gso_type) {
744     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
745     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
746         if (!net_tx_pkt_tcp_fragment_init(pkt, fragment, &pl_idx, &l4hdr_len,
747                                           &src_idx, &src_offset, &src_len)) {
748             return false;
749         }
750         break;
751 
752     case VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP:
753         net_tx_pkt_do_sw_csum(pkt, &pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG],
754                               pkt->payload_frags + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG - 1,
755                               pkt->payload_len);
756         net_tx_pkt_udp_fragment_init(pkt, &pl_idx, &l4hdr_len,
757                                      &src_idx, &src_offset, &src_len);
758         break;
759 
760     default:
761         abort();
762     }
763 
764     /* Put as much data as possible and send */
765     while (true) {
766         dst_idx = pl_idx;
767         fragment_len = net_tx_pkt_fetch_fragment(pkt,
768             &src_idx, &src_offset, src_len, fragment, &dst_idx);
769         if (!fragment_len) {
770             break;
771         }
772 
773         switch (gso_type) {
774         case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4:
775         case VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6:
776             net_tx_pkt_tcp_fragment_fix(pkt, fragment, fragment_len, gso_type);
777             net_tx_pkt_do_sw_csum(pkt, fragment + NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG,
778                                   dst_idx - NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG,
779                                   l4hdr_len + fragment_len);
780             break;
781 
782         case VIRTIO_NET_HDR_GSO_UDP:
783             net_tx_pkt_udp_fragment_fix(pkt, fragment, fragment_offset,
784                                         fragment_len);
785             break;
786         }
787 
788         callback(context,
789                  fragment + NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG, dst_idx - NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG,
790                  fragment + NET_TX_PKT_VHDR_FRAG, dst_idx - NET_TX_PKT_VHDR_FRAG);
791 
792         if (gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4 ||
793             gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6) {
794             net_tx_pkt_tcp_fragment_advance(pkt, fragment, fragment_len,
795                                             gso_type);
796         }
797 
798         fragment_offset += fragment_len;
799     }
800 
801     if (gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV4 ||
802         gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_TCPV6) {
803         net_tx_pkt_tcp_fragment_deinit(fragment);
804     }
805 
806     return true;
807 }
808 
809 bool net_tx_pkt_send(struct NetTxPkt *pkt, NetClientState *nc)
810 {
811     bool offload = qemu_get_using_vnet_hdr(nc->peer);
812     return net_tx_pkt_send_custom(pkt, offload, net_tx_pkt_sendv, nc);
813 }
814 
815 bool net_tx_pkt_send_custom(struct NetTxPkt *pkt, bool offload,
816                             NetTxPktSend callback, void *context)
817 {
818     assert(pkt);
819 
820     uint8_t gso_type = pkt->virt_hdr.gso_type & ~VIRTIO_NET_HDR_GSO_ECN;
821 
822     /*
823      * Since underlying infrastructure does not support IP datagrams longer
824      * than 64K we should drop such packets and don't even try to send
825      */
826     if (VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE != gso_type) {
827         if (pkt->payload_len >
828             ETH_MAX_IP_DGRAM_LEN -
829             pkt->vec[NET_TX_PKT_L3HDR_FRAG].iov_len) {
830             return false;
831         }
832     }
833 
834     if (offload || gso_type == VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE) {
835         if (!offload && pkt->virt_hdr.flags & VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM) {
836             pkt->virt_hdr.flags &= ~VIRTIO_NET_HDR_F_NEEDS_CSUM;
837             net_tx_pkt_do_sw_csum(pkt, &pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG],
838                                   pkt->payload_frags + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG - 1,
839                                   pkt->payload_len);
840         }
841 
842         net_tx_pkt_fix_ip6_payload_len(pkt);
843         callback(context, pkt->vec + NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG,
844                  pkt->payload_frags + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG - NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG,
845                  pkt->vec + NET_TX_PKT_VHDR_FRAG,
846                  pkt->payload_frags + NET_TX_PKT_PL_START_FRAG - NET_TX_PKT_VHDR_FRAG);
847         return true;
848     }
849 
850     return net_tx_pkt_do_sw_fragmentation(pkt, callback, context);
851 }
852 
853 void net_tx_pkt_fix_ip6_payload_len(struct NetTxPkt *pkt)
854 {
855     struct iovec *l2 = &pkt->vec[NET_TX_PKT_L2HDR_FRAG];
856     if (eth_get_l3_proto(l2, 1, l2->iov_len) == ETH_P_IPV6) {
857         /*
858          * TODO: if qemu would support >64K packets - add jumbo option check
859          * something like that:
860          * 'if (ip6->ip6_plen == 0 && !has_jumbo_option(ip6)) {'
861          */
862         if (pkt->l3_hdr.ip6.ip6_plen == 0) {
863             if (pkt->payload_len <= ETH_MAX_IP_DGRAM_LEN) {
864                 pkt->l3_hdr.ip6.ip6_plen = htons(pkt->payload_len);
865             }
866             /*
867              * TODO: if qemu would support >64K packets
868              * add jumbo option for packets greater then 65,535 bytes
869              */
870         }
871     }
872 }
873