src/vnet/l2/l2_fib.h

   1 /*
   2  * l2_fib.h : layer 2 forwarding table (aka mac table)
   3  *
   4  * Copyright (c) 2013 Cisco and/or its affiliates.
   5  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6  * you may not use this file except in compliance with the License.
   7  * You may obtain a copy of the License at:
   8  *
   9  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10  *
  11  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14  * See the License for the specific language governing permissions and
  15  * limitations under the License.
  16  */
  17
  18 #ifndef included_l2fib_h
  19 #define included_l2fib_h
  20
  21 #include <vlib/vlib.h>
  22 #include <vppinfra/bihash_8_8.h>
  23
  24 /*
  25  * The size of the hash table
  26  */
  27 #define L2FIB_NUM_BUCKETS (64 * 1024)
  28 #define L2FIB_MEMORY_SIZE (512<<20)
  29
  30 /* Ager scan interval is 1 minute for aging */
  31 #define L2FIB_AGE_SCAN_INTERVAL         (60.0)
  32
  33 /* MAC event scan delay is 100 msec unless specified by MAC event client */
  34 #define L2FIB_EVENT_SCAN_DELAY_DEFAULT  (0.1)
  35
  36 /* Max MACs in a event message is 100 unless specified by MAC event client */
  37 #define L2FIB_EVENT_MAX_MACS_DEFAULT    (100)
  38
  39 /* MAC event learn limit is 1000 unless specified by MAC event client */
  40 #define L2FIB_EVENT_LEARN_LIMIT_DEFAULT (1000)
  41
  42 typedef struct
  43 {
  44
  45   /* hash table */
  46   BVT (clib_bihash) mac_table;
  47
  48   /* per swif vector of sequence number for interface based flush of MACs */
  49   u8 *swif_seq_num;
  50
  51   /* last event or ager scan duration */
  52   f64 evt_scan_duration;
  53   f64 age_scan_duration;
  54
  55   /* delay between event scans, default to 100 msec */
  56   f64 event_scan_delay;
  57
  58   /* max macs in event message, default to 100 entries */
  59   u32 max_macs_in_event;
  60
  61   /* convenience variables */
  62   vlib_main_t *vlib_main;
  63   vnet_main_t *vnet_main;
  64 } l2fib_main_t;
  65
  66 extern l2fib_main_t l2fib_main;
  67
  68 /*
  69  * The L2fib key is the mac address and bridge domain ID
  70  */
  71 typedef struct
  72 {
  73   union
  74   {
  75     struct
  76     {
  77       u16 bd_index;
  78       u8 mac[6];
  79     } fields;
  80     struct
  81     {
  82       u32 w0;
  83       u32 w1;
  84     } words;
  85     u64 raw;
  86   };
  87 } l2fib_entry_key_t;
  88
  89 STATIC_ASSERT_SIZEOF (l2fib_entry_key_t, 8);
  90
  91
  92 typedef struct
  93 {
  94   union
  95   {
  96     struct
  97     {
  98       u8 swif;
  99       u8 bd;
 100     };
 101     u16 as_u16;
 102   };
 103 } l2fib_seq_num_t;
 104
 105 /**
 106  * Flags associated with an L2 Fib Entry
 107  *   - static mac, no MAC move
 108  *   - not subject to age
 109  *   - mac is for a bridged virtual interface
 110  *   - drop packets to/from this mac
 111  *   - MAC learned to be sent in L2 MAC event
 112  *   -MAC learned is a MAC move
 113  */
 114 #define foreach_l2fib_entry_result_attr       \
 115   _(STATIC,  0, "static")                     \
 116   _(AGE_NOT, 1, "age-not")                    \
 117   _(BVI,     2, "bvi")                        \
 118   _(FILTER,  3, "filter")                     \
 119   _(LRN_EVT, 4, "learn-event")                \
 120   _(LRN_MOV, 5, "learn-move")
 121
 122 typedef enum l2fib_entry_result_flags_t_
 123 {
 124   L2FIB_ENTRY_RESULT_FLAG_NONE = 0,
 125 #define _(a,v,s) L2FIB_ENTRY_RESULT_FLAG_##a = (1 << v),
 126   foreach_l2fib_entry_result_attr
 127 #undef _
 128 } __attribute__ ((packed)) l2fib_entry_result_flags_t;
 129
 130 STATIC_ASSERT_SIZEOF (l2fib_entry_result_flags_t, 1);
 131
 132 extern u8 *format_l2fib_entry_result_flags (u8 * s, va_list * args);
 133
 134 /*
 135  * The l2fib entry results
 136  */
 137 typedef struct l2fib_entry_result_t_
 138 {
 139   union
 140   {
 141     struct
 142     {
 143       u32 sw_if_index;          /* output sw_if_index (L3 intf if bvi==1) */
 144       l2fib_entry_result_flags_t flags;
 145
 146       u8 timestamp;             /* timestamp for aging */
 147       l2fib_seq_num_t sn;       /* bd/int seq num */
 148     } fields;
 149     u64 raw;
 150   };
 151 } l2fib_entry_result_t;
 152
 153 STATIC_ASSERT_SIZEOF (l2fib_entry_result_t, 8);
 154
 155 #define _(a,v,s)                                                        \
 156   always_inline int                                                     \
 157   l2fib_entry_result_is_set_##a (const l2fib_entry_result_t *r) {       \
 158     return (r->fields.flags & L2FIB_ENTRY_RESULT_FLAG_##a);             \
 159   }
 160 foreach_l2fib_entry_result_attr
 161 #undef _
 162 #define _(a,v,s)                                                        \
 163   always_inline void                                                    \
 164   l2fib_entry_result_set_##a (l2fib_entry_result_t *r) {       \
 165     r->fields.flags |= L2FIB_ENTRY_RESULT_FLAG_##a;             \
 166   }
 167   foreach_l2fib_entry_result_attr
 168 #undef _
 169 #define _(a,v,s)                                                        \
 170   always_inline void                                                    \
 171   l2fib_entry_result_clear_##a (l2fib_entry_result_t *r) {       \
 172     r->fields.flags &= ~L2FIB_ENTRY_RESULT_FLAG_##a;             \
 173   }
 174   foreach_l2fib_entry_result_attr
 175 #undef _
 176   static inline void
 177 l2fib_entry_result_set_bits (l2fib_entry_result_t * r,
 178                              l2fib_entry_result_flags_t bits)
 179 {
 180   r->fields.flags |= bits;
 181 }
 182
 183 static inline void
 184 l2fib_entry_result_clear_bits (l2fib_entry_result_t * r,
 185                                l2fib_entry_result_flags_t bits)
 186 {
 187   r->fields.flags &= ~bits;
 188 }
 189
 190 /* L2 MAC event entry action enums (see mac_entry definition in l2.api) */
 191 typedef enum
 192 {
 193   MAC_EVENT_ACTION_ADD = 0,
 194   MAC_EVENT_ACTION_DELETE = 1,
 195   MAC_EVENT_ACTION_MOVE = 2,
 196 } l2_mac_event_action_t;
 197
 198 /**
 199  * Compute the hash for the given key and return
 200  * the corresponding bucket index
 201  */
 202 always_inline u32
 203 l2fib_compute_hash_bucket (l2fib_entry_key_t * key)
 204 {
 205   u32 result;
 206   u32 temp_a;
 207   u32 temp_b;
 208
 209   result = 0xa5a5a5a5;          /* some seed */
 210   temp_a = key->words.w0;
 211   temp_b = key->words.w1;
 212   hash_mix32 (temp_a, temp_b, result);
 213
 214   return result % L2FIB_NUM_BUCKETS;
 215 }
 216
 217 always_inline u64
 218 l2fib_make_key (const u8 * mac_address, u16 bd_index)
 219 {
 220   u64 temp;
 221
 222   /*
 223    * The mac address in memory is A:B:C:D:E:F
 224    * The bd id in register is H:L
 225    */
 226 #if CLIB_ARCH_IS_LITTLE_ENDIAN
 227   /*
 228    * Create the in-register key as F:E:D:C:B:A:H:L
 229    * In memory the key is L:H:A:B:C:D:E:F
 230    */
 231   temp = CLIB_MEM_OVERFLOW_LOAD (*, (u64 *) mac_address) << 16;
 232   temp = (temp & ~0xffff) | (u64) (bd_index);
 233 #else
 234   /*
 235    * Create the in-register key as H:L:A:B:C:D:E:F
 236    * In memory the key is H:L:A:B:C:D:E:F
 237    */
 238   temp = CLIB_MEM_OVERFLOW_LOAD (*, (u64 *) mac_address) >> 16;
 239   temp = temp | (((u64) bd_index) << 48);
 240 #endif
 241
 242   return temp;
 243 }
 244
 245
 246
 247 /**
 248  * Lookup the entry for mac and bd_index in the mac table for 1 packet.
 249  * Cached_key and cached_result are used as a one-entry cache.
 250  * The function reads and updates them as needed.
 251  *
 252  * mac0 and bd_index0 are the keys. The entry is written to result0.
 253  * If the entry was not found, result0 is set to ~0.
 254  *
 255  * key0 return with the computed key, convenient if the entry needs,
 256  * to be updated afterward.
 257  */
 258
 259 static_always_inline void
 260 l2fib_lookup_1 (BVT (clib_bihash) * mac_table,
 261                 l2fib_entry_key_t * cached_key,
 262                 l2fib_entry_result_t * cached_result,
 263                 u8 * mac0,
 264                 u16 bd_index0,
 265                 l2fib_entry_key_t * key0, l2fib_entry_result_t * result0)
 266 {
 267   /* set up key */
 268   key0->raw = l2fib_make_key (mac0, bd_index0);
 269
 270   if (key0->raw == cached_key->raw)
 271     {
 272       /* Hit in the one-entry cache */
 273       result0->raw = cached_result->raw;
 274     }
 275   else
 276     {
 277       /* Do a regular mac table lookup */
 278       BVT (clib_bihash_kv) kv;
 279
 280       kv.key = key0->raw;
 281       kv.value = ~0ULL;
 282       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv);
 283       result0->raw = kv.value;
 284
 285       /* Update one-entry cache */
 286       cached_key->raw = key0->raw;
 287       cached_result->raw = result0->raw;
 288     }
 289 }
 290
 291
 292 /**
 293  * Lookup the entry for mac and bd_index in the mac table for 2 packets.
 294  * The lookups for the two packets are interleaved.
 295  *
 296  * Cached_key and cached_result are used as a one-entry cache.
 297  * The function reads and updates them as needed.
 298  *
 299  * mac0 and bd_index0 are the keys. The entry is written to result0.
 300  * If the entry was not found, result0 is set to ~0. The same
 301  * holds for mac1/bd_index1/result1.
 302  */
 303 static_always_inline void
 304 l2fib_lookup_2 (BVT (clib_bihash) * mac_table,
 305                 l2fib_entry_key_t * cached_key,
 306                 l2fib_entry_result_t * cached_result,
 307                 u8 * mac0,
 308                 u8 * mac1,
 309                 u16 bd_index0,
 310                 u16 bd_index1,
 311                 l2fib_entry_key_t * key0,
 312                 l2fib_entry_key_t * key1,
 313                 l2fib_entry_result_t * result0,
 314                 l2fib_entry_result_t * result1)
 315 {
 316   /* set up key */
 317   key0->raw = l2fib_make_key (mac0, bd_index0);
 318   key1->raw = l2fib_make_key (mac1, bd_index1);
 319
 320   if ((key0->raw == cached_key->raw) && (key1->raw == cached_key->raw))
 321     {
 322       /* Both hit in the one-entry cache */
 323       result0->raw = cached_result->raw;
 324       result1->raw = cached_result->raw;
 325     }
 326   else
 327     {
 328       BVT (clib_bihash_kv) kv0, kv1;
 329
 330       /*
 331        * Do a regular mac table lookup
 332        * Interleave lookups for packet 0 and packet 1
 333        */
 334       kv0.key = key0->raw;
 335       kv1.key = key1->raw;
 336       kv0.value = ~0ULL;
 337       kv1.value = ~0ULL;
 338
 339       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv0);
 340       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv1);
 341
 342       result0->raw = kv0.value;
 343       result1->raw = kv1.value;
 344
 345       /* Update one-entry cache */
 346       cached_key->raw = key1->raw;
 347       cached_result->raw = result1->raw;
 348     }
 349 }
 350
 351 static_always_inline void
 352 l2fib_lookup_4 (BVT (clib_bihash) * mac_table,
 353                 l2fib_entry_key_t * cached_key,
 354                 l2fib_entry_result_t * cached_result,
 355                 const u8 * mac0,
 356                 const u8 * mac1,
 357                 const u8 * mac2,
 358                 const u8 * mac3,
 359                 u16 bd_index0,
 360                 u16 bd_index1,
 361                 u16 bd_index2,
 362                 u16 bd_index3,
 363                 l2fib_entry_key_t * key0,
 364                 l2fib_entry_key_t * key1,
 365                 l2fib_entry_key_t * key2,
 366                 l2fib_entry_key_t * key3,
 367                 l2fib_entry_result_t * result0,
 368                 l2fib_entry_result_t * result1,
 369                 l2fib_entry_result_t * result2,
 370                 l2fib_entry_result_t * result3)
 371 {
 372   /* set up key */
 373   key0->raw = l2fib_make_key (mac0, bd_index0);
 374   key1->raw = l2fib_make_key (mac1, bd_index1);
 375   key2->raw = l2fib_make_key (mac2, bd_index2);
 376   key3->raw = l2fib_make_key (mac3, bd_index3);
 377
 378   if ((key0->raw == cached_key->raw) && (key1->raw == cached_key->raw) &&
 379       (key2->raw == cached_key->raw) && (key3->raw == cached_key->raw))
 380     {
 381       /* Both hit in the one-entry cache */
 382       result0->raw = cached_result->raw;
 383       result1->raw = cached_result->raw;
 384       result2->raw = cached_result->raw;
 385       result3->raw = cached_result->raw;
 386     }
 387   else
 388     {
 389       BVT (clib_bihash_kv) kv0, kv1, kv2, kv3;
 390
 391       /*
 392        * Do a regular mac table lookup
 393        * Interleave lookups for packet 0 and packet 1
 394        */
 395       kv0.key = key0->raw;
 396       kv1.key = key1->raw;
 397       kv2.key = key2->raw;
 398       kv3.key = key3->raw;
 399       kv0.value = ~0ULL;
 400       kv1.value = ~0ULL;
 401       kv2.value = ~0ULL;
 402       kv3.value = ~0ULL;
 403
 404       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv0);
 405       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv1);
 406       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv2);
 407       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv3);
 408
 409       result0->raw = kv0.value;
 410       result1->raw = kv1.value;
 411       result2->raw = kv2.value;
 412       result3->raw = kv3.value;
 413
 414       /* Update one-entry cache */
 415       cached_key->raw = key1->raw;
 416       cached_result->raw = result1->raw;
 417     }
 418 }
 419
 420 void l2fib_clear_table (void);
 421
 422 void
 423 l2fib_add_entry (const u8 * mac,
 424                  u32 bd_index,
 425                  u32 sw_if_index, l2fib_entry_result_flags_t flags);
 426
 427 static inline void
 428 l2fib_add_filter_entry (const u8 * mac, u32 bd_index)
 429 {
 430   l2fib_add_entry (mac, bd_index, ~0,
 431                    (L2FIB_ENTRY_RESULT_FLAG_FILTER |
 432                     L2FIB_ENTRY_RESULT_FLAG_STATIC));
 433 }
 434
 435 u32 l2fib_del_entry (const u8 * mac, u32 bd_index, u32 sw_if_index);
 436
 437 void l2fib_start_ager_scan (vlib_main_t * vm);
 438
 439 void l2fib_flush_int_mac (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index);
 440
 441 void l2fib_flush_bd_mac (vlib_main_t * vm, u32 bd_index);
 442
 443 void l2fib_flush_all_mac (vlib_main_t * vm);
 444
 445 void
 446 l2fib_table_dump (u32 bd_index, l2fib_entry_key_t ** l2fe_key,
 447                   l2fib_entry_result_t ** l2fe_res);
 448
 449 u8 *format_vnet_sw_if_index_name_with_NA (u8 * s, va_list * args);
 450
 451 static_always_inline u8 *
 452 l2fib_swif_seq_num (u32 sw_if_index)
 453 {
 454   l2fib_main_t *mp = &l2fib_main;
 455   return vec_elt_at_index (mp->swif_seq_num, sw_if_index);
 456 }
 457
 458 static_always_inline u8 *
 459 l2fib_valid_swif_seq_num (u32 sw_if_index)
 460 {
 461   l2fib_main_t *mp = &l2fib_main;
 462   vec_validate (mp->swif_seq_num, sw_if_index);
 463   return l2fib_swif_seq_num (sw_if_index);
 464 }
 465
 466 BVT (clib_bihash) * get_mac_table (void);
 467
 468 #endif
 469
 470 /*
 471  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 472  *
 473  * Local Variables:
 474  * eval: (c-set-style "gnu")
 475  * End:
 476  */