src/plugins/cnat/cnat_snat.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2020 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15
  16 #include <vnet/ip/ip.h>
  17 #include <cnat/cnat_snat.h>
  18
  19 static void
  20 cnat_compute_prefix_lengths_in_search_order (cnat_snat_pfx_table_t *
  21                                              table, ip_address_family_t af)
  22 {
  23   int i;
  24   vec_reset_length (table->meta[af].prefix_lengths_in_search_order);
  25   /* Note: bitmap reversed so this is in fact a longest prefix match */
  26   /* *INDENT-OFF* */
  27   clib_bitmap_foreach (i, table->meta[af].non_empty_dst_address_length_bitmap,
  28     ({
  29       int dst_address_length = 128 - i;
  30       vec_add1 (table->meta[af].prefix_lengths_in_search_order, dst_address_length);
  31     }));
  32   /* *INDENT-ON* */
  33 }
  34
  35 int
  36 cnat_add_snat_prefix (ip_prefix_t * pfx)
  37 {
  38   /* All packets destined to this prefix won't be source-NAT-ed */
  39   cnat_snat_pfx_table_t *table = &cnat_main.snat_pfx_table;
  40   clib_bihash_kv_24_8_t kv;
  41   ip6_address_t *mask;
  42   u64 af = ip_prefix_version (pfx);;
  43
  44   mask = &table->ip_masks[pfx->len];
  45   if (AF_IP4 == af)
  46     {
  47       kv.key[0] = (u64) ip_prefix_v4 (pfx).as_u32 & mask->as_u64[0];
  48       kv.key[1] = 0;
  49     }
  50   else
  51     {
  52       kv.key[0] = ip_prefix_v6 (pfx).as_u64[0] & mask->as_u64[0];
  53       kv.key[1] = ip_prefix_v6 (pfx).as_u64[1] & mask->as_u64[1];
  54     }
  55   kv.key[2] = ((u64) af << 32) | pfx->len;
  56   clib_bihash_add_del_24_8 (&table->ip_hash, &kv, 1 /* is_add */ );
  57
  58   table->meta[af].dst_address_length_refcounts[pfx->len]++;
  59   table->meta[af].non_empty_dst_address_length_bitmap =
  60     clib_bitmap_set (table->meta[af].non_empty_dst_address_length_bitmap,
  61                      128 - pfx->len, 1);
  62   cnat_compute_prefix_lengths_in_search_order (table, af);
  63   return 0;
  64 }
  65
  66 int
  67 cnat_del_snat_prefix (ip_prefix_t * pfx)
  68 {
  69   cnat_snat_pfx_table_t *table = &cnat_main.snat_pfx_table;
  70   clib_bihash_kv_24_8_t kv, val;
  71   ip6_address_t *mask;
  72   u64 af = ip_prefix_version (pfx);;
  73
  74   mask = &table->ip_masks[pfx->len];
  75   if (AF_IP4 == af)
  76     {
  77       kv.key[0] = (u64) ip_prefix_v4 (pfx).as_u32 & mask->as_u64[0];
  78       kv.key[1] = 0;
  79     }
  80   else
  81     {
  82       kv.key[0] = ip_prefix_v6 (pfx).as_u64[0] & mask->as_u64[0];
  83       kv.key[1] = ip_prefix_v6 (pfx).as_u64[1] & mask->as_u64[1];
  84     }
  85   kv.key[2] = ((u64) af << 32) | pfx->len;
  86
  87   if (clib_bihash_search_24_8 (&table->ip_hash, &kv, &val))
  88     {
  89       return 1;
  90     }
  91   clib_bihash_add_del_24_8 (&table->ip_hash, &kv, 0 /* is_add */ );
  92   /* refcount accounting */
  93   ASSERT (table->meta[af].dst_address_length_refcounts[pfx->len] > 0);
  94   if (--table->meta[af].dst_address_length_refcounts[pfx->len] == 0)
  95     {
  96       table->meta[af].non_empty_dst_address_length_bitmap =
  97         clib_bitmap_set (table->meta[af].non_empty_dst_address_length_bitmap,
  98                          128 - pfx->len, 0);
  99       cnat_compute_prefix_lengths_in_search_order (table, af);
 100     }
 101   return 0;
 102 }
 103
 104 int
 105 cnat_search_snat_prefix (ip46_address_t * addr, ip_address_family_t af)
 106 {
 107   /* Returns 0 if addr matches any of the listed prefixes */
 108   cnat_snat_pfx_table_t *table = &cnat_main.snat_pfx_table;
 109   clib_bihash_kv_24_8_t kv, val;
 110   int i, n_p, rv;
 111   n_p = vec_len (table->meta[af].prefix_lengths_in_search_order);
 112   if (AF_IP4 == af)
 113     {
 114       kv.key[0] = addr->ip4.as_u32;
 115       kv.key[1] = 0;
 116     }
 117   else
 118     {
 119       kv.key[0] = addr->as_u64[0];
 120       kv.key[1] = addr->as_u64[1];
 121     }
 122
 123   /*
 124    * start search from a mask length same length or shorter.
 125    * we don't want matches longer than the mask passed
 126    */
 127   i = 0;
 128   for (; i < n_p; i++)
 129     {
 130       int dst_address_length =
 131         table->meta[af].prefix_lengths_in_search_order[i];
 132       ip6_address_t *mask = &table->ip_masks[dst_address_length];
 133
 134       ASSERT (dst_address_length >= 0 && dst_address_length <= 128);
 135       /* As lengths are decreasing, masks are increasingly specific. */
 136       kv.key[0] &= mask->as_u64[0];
 137       kv.key[1] &= mask->as_u64[1];
 138       kv.key[2] = ((u64) af << 32) | dst_address_length;
 139       rv = clib_bihash_search_inline_2_24_8 (&table->ip_hash, &kv, &val);
 140       if (rv == 0)
 141         return 0;
 142     }
 143   return -1;
 144 }
 145
 146 u8 *
 147 format_cnat_snat_prefix (u8 * s, va_list * args)
 148 {
 149   clib_bihash_kv_24_8_t *kv = va_arg (*args, clib_bihash_kv_24_8_t *);
 150   CLIB_UNUSED (int verbose) = va_arg (*args, int);
 151   u32 af = kv->key[2] >> 32;
 152   u32 len = kv->key[2] & 0xffffffff;
 153   if (AF_IP4 == af)
 154     s = format (s, "%U/%d", format_ip4_address, &kv->key[0], len);
 155   else
 156     s = format (s, "%U/%d", format_ip6_address, &kv->key[0], len);
 157   return (s);
 158 }
 159
 160 static clib_error_t *
 161 cnat_set_snat (vlib_main_t * vm,
 162                unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 163 {
 164   unformat_input_t _line_input, *line_input = &_line_input;
 165   clib_error_t *e = 0;
 166   ip_address_t addr;
 167
 168   cnat_lazy_init ();
 169
 170   /* Get a line of input. */
 171   if (!unformat_user (input, unformat_line_input, line_input))
 172     return 0;
 173
 174   while (unformat_check_input (line_input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
 175     {
 176       if (unformat (line_input, "%U", unformat_ip_address, &addr))
 177         {
 178           if (ip_addr_version (&addr) == AF_IP4)
 179             clib_memcpy (&cnat_main.snat_ip4, &ip_addr_v4 (&addr),
 180                          sizeof (ip4_address_t));
 181           else
 182             clib_memcpy (&cnat_main.snat_ip6, &ip_addr_v6 (&addr),
 183                          sizeof (ip6_address_t));
 184         }
 185       else
 186         {
 187           e = clib_error_return (0, "unknown input '%U'",
 188                                  format_unformat_error, input);
 189           goto done;
 190         }
 191     }
 192
 193 done:
 194   unformat_free (line_input);
 195
 196   return (e);
 197 }
 198
 199 /* *INDENT-OFF* */
 200 VLIB_CLI_COMMAND (cnat_set_snat_command, static) =
 201 {
 202   .path = "cnat snat with",
 203   .short_help = "cnat snat with [<ip4-address>][<ip6-address>]",
 204   .function = cnat_set_snat,
 205 };
 206 /* *INDENT-ON* */
 207
 208 static clib_error_t *
 209 cnat_snat_exclude (vlib_main_t * vm,
 210                    unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 211 {
 212   ip_prefix_t pfx;
 213   u8 is_add = 1;
 214   int rv;
 215
 216   while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
 217     {
 218       if (unformat (input, "%U", unformat_ip_prefix, &pfx))
 219         ;
 220       else if (unformat (input, "del"))
 221         is_add = 0;
 222       else
 223         return (clib_error_return (0, "unknown input '%U'",
 224                                    format_unformat_error, input));
 225     }
 226
 227   if (is_add)
 228     rv = cnat_add_snat_prefix (&pfx);
 229   else
 230     rv = cnat_del_snat_prefix (&pfx);
 231
 232   if (rv)
 233     {
 234       return (clib_error_return (0, "error %d", rv, input));
 235     }
 236
 237   return (NULL);
 238 }
 239
 240 /* *INDENT-OFF* */
 241 VLIB_CLI_COMMAND (cnat_snat_exclude_command, static) =
 242 {
 243   .path = "cnat snat exclude",
 244   .short_help = "cnat snat exclude [ip]",
 245   .function = cnat_snat_exclude,
 246 };
 247 /* *INDENT-ON* */
 248
 249 static clib_error_t *
 250 cnat_show_snat (vlib_main_t * vm,
 251                 unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 252 {
 253   cnat_snat_pfx_table_t *table = &cnat_main.snat_pfx_table;
 254   vlib_cli_output (vm, "Source NAT\nip4: %U\nip6: %U\n",
 255                    format_ip4_address, &cnat_main.snat_ip4,
 256                    format_ip6_address, &cnat_main.snat_ip6);
 257   vlib_cli_output (vm, "Prefixes:\n%U\n",
 258                    format_bihash_24_8, &table->ip_hash, 1);
 259   return (NULL);
 260 }
 261
 262 /* *INDENT-OFF* */
 263 VLIB_CLI_COMMAND (cnat_show_snat_command, static) =
 264 {
 265   .path = "show cnat snat",
 266   .short_help = "show cnat snat",
 267   .function = cnat_show_snat,
 268 };
 269 /* *INDENT-ON* */
 270
 271 static clib_error_t *
 272 cnat_snat_init (vlib_main_t * vm)
 273 {
 274   cnat_snat_pfx_table_t *table = &cnat_main.snat_pfx_table;
 275   cnat_main_t *cm = &cnat_main;
 276   int i;
 277   for (i = 0; i < ARRAY_LEN (table->ip_masks); i++)
 278     {
 279       u32 j, i0, i1;
 280
 281       i0 = i / 32;
 282       i1 = i % 32;
 283
 284       for (j = 0; j < i0; j++)
 285         table->ip_masks[i].as_u32[j] = ~0;
 286
 287       if (i1)
 288         table->ip_masks[i].as_u32[i0] =
 289           clib_host_to_net_u32 (pow2_mask (i1) << (32 - i1));
 290     }
 291   clib_bihash_init_24_8 (&table->ip_hash, "snat prefixes",
 292                          cm->snat_hash_buckets, cm->snat_hash_memory);
 293   clib_bihash_set_kvp_format_fn_24_8 (&table->ip_hash,
 294                                       format_cnat_snat_prefix);
 295
 296   return (NULL);
 297 }
 298
 299 VLIB_INIT_FUNCTION (cnat_snat_init);
 300
 301
 302 /*
 303  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 304  *
 305  * Local Variables:
 306  * eval: (c-set-style "gnu")
 307  * End:
 308  */