src/vnet/l2/l2_input_node.c

   1 /*
   2  * l2_input.c : layer 2 input packet processing
   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 #include <vlib/vlib.h>
  19 #include <vnet/vnet.h>
  20 #include <vnet/pg/pg.h>
  21 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  22 #include <vnet/ethernet/packet.h>
  23 #include <vnet/ip/ip4.h>
  24 #include <vnet/ip/ip6.h>
  25 #include <vnet/fib/fib_node.h>
  26 #include <vnet/ethernet/arp_packet.h>
  27 #include <vlib/cli.h>
  28 #include <vnet/l2/l2_input.h>
  29 #include <vnet/l2/l2_output.h>
  30 #include <vnet/l2/feat_bitmap.h>
  31 #include <vnet/l2/l2_bvi.h>
  32 #include <vnet/l2/l2_fib.h>
  33 #include <vnet/l2/l2_bd.h>
  34
  35 #include <vppinfra/error.h>
  36 #include <vppinfra/hash.h>
  37 #include <vppinfra/cache.h>
  38
  39 /**
  40  * @file
  41  * @brief Interface Input Mode (Layer 2 Cross-Connect or Bridge / Layer 3).
  42  *
  43  * This file contains the CLI Commands that modify the input mode of an
  44  * interface. For interfaces in a Layer 2 cross-connect, all packets
  45  * received on one interface will be transmitted to the other. For
  46  * interfaces in a bridge-domain, packets will be forwarded to other
  47  * interfaces in the same bridge-domain based on destination mac address.
  48  * For interfaces in Layer 3 mode, the packets will be routed.
  49  */
  50
  51 typedef struct
  52 {
  53   /* per-pkt trace data */
  54   u8 dst_and_src[12];
  55   u32 sw_if_index;
  56   u32 feat_mask;
  57 } l2input_trace_t;
  58
  59 /* packet trace format function */
  60 static u8 *
  61 format_l2input_trace (u8 * s, va_list * args)
  62 {
  63   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  64   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  65   l2input_trace_t *t = va_arg (*args, l2input_trace_t *);
  66
  67   s = format (s, "l2-input: sw_if_index %d dst %U src %U [%U]",
  68               t->sw_if_index,
  69               format_ethernet_address, t->dst_and_src,
  70               format_ethernet_address, t->dst_and_src + 6,
  71               format_l2_input_feature_bitmap, t->feat_mask, 0);
  72   return s;
  73 }
  74
  75 extern l2input_main_t l2input_main;
  76
  77 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  78 l2input_main_t l2input_main;
  79 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
  80
  81 #define foreach_l2input_error                   \
  82 _(L2INPUT,     "L2 input packets")              \
  83 _(DROP,        "L2 input drops")
  84
  85 typedef enum
  86 {
  87 #define _(sym,str) L2INPUT_ERROR_##sym,
  88   foreach_l2input_error
  89 #undef _
  90     L2INPUT_N_ERROR,
  91 } l2input_error_t;
  92
  93 static char *l2input_error_strings[] = {
  94 #define _(sym,string) string,
  95   foreach_l2input_error
  96 #undef _
  97 };
  98
  99 typedef enum
 100 {                               /*  */
 101   L2INPUT_NEXT_LEARN,
 102   L2INPUT_NEXT_FWD,
 103   L2INPUT_NEXT_DROP,
 104   L2INPUT_N_NEXT,
 105 } l2input_next_t;
 106
 107 static_always_inline void
 108 classify_and_dispatch (l2input_main_t * msm, vlib_buffer_t * b0, u16 * next0)
 109 {
 110   /*
 111    * Load L2 input feature struct
 112    * Load bridge domain struct
 113    * Parse ethernet header to determine unicast/mcast/broadcast
 114    * take L2 input stat
 115    * classify packet as IP/UDP/TCP, control, other
 116    * mask feature bitmap
 117    * go to first node in bitmap
 118    * Later: optimize VTM
 119    *
 120    * For L2XC,
 121    *   set tx sw-if-handle
 122    */
 123
 124   u32 feat_mask = ~0;
 125   u32 sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX];
 126   ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b0);
 127
 128   /* Get config for the input interface */
 129   l2_input_config_t *config = vec_elt_at_index (msm->configs, sw_if_index0);
 130
 131   /* Save split horizon group */
 132   vnet_buffer (b0)->l2.shg = config->shg;
 133
 134   /* determine layer2 kind for stat and mask */
 135   if (PREDICT_FALSE (ethernet_address_cast (h0->dst_address)))
 136     {
 137       u8 *l3h0 = (u8 *) h0 + vnet_buffer (b0)->l2.l2_len;
 138
 139 #define get_u16(addr) ( *((u16 *)(addr)) )
 140       u16 ethertype = clib_net_to_host_u16 (get_u16 (l3h0 - 2));
 141       u8 protocol = ((ip6_header_t *) l3h0)->protocol;
 142
 143       /* Disable bridge forwarding (flooding will execute instead if not xconnect) */
 144       feat_mask &= ~(L2INPUT_FEAT_FWD |
 145                      L2INPUT_FEAT_UU_FLOOD |
 146                      L2INPUT_FEAT_UU_FWD | L2INPUT_FEAT_GBP_FWD);
 147
 148       if (ethertype != ETHERNET_TYPE_ARP)
 149         feat_mask &= ~(L2INPUT_FEAT_ARP_UFWD);
 150
 151       /* Disable ARP-term for non-ARP and non-ICMP6 packet */
 152       if (ethertype != ETHERNET_TYPE_ARP &&
 153           (ethertype != ETHERNET_TYPE_IP6 || protocol != IP_PROTOCOL_ICMP6))
 154         feat_mask &= ~(L2INPUT_FEAT_ARP_TERM);
 155       /*
 156        * For packet from BVI - set SHG of ARP request or ICMPv6 neighbor
 157        * solicitation packet from BVI to 0 so it can also flood to VXLAN
 158        * tunnels or other ports with the same SHG as that of the BVI.
 159        */
 160       else if (PREDICT_FALSE (vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] ==
 161                               L2INPUT_BVI))
 162         {
 163           if (ethertype == ETHERNET_TYPE_ARP)
 164             {
 165               ethernet_arp_header_t *arp0 = (ethernet_arp_header_t *) l3h0;
 166               if (arp0->opcode ==
 167                   clib_host_to_net_u16 (ETHERNET_ARP_OPCODE_request))
 168                 vnet_buffer (b0)->l2.shg = 0;
 169             }
 170           else                  /* must be ICMPv6 */
 171             {
 172               ip6_header_t *iph0 = (ip6_header_t *) l3h0;
 173               icmp6_neighbor_solicitation_or_advertisement_header_t *ndh0;
 174               ndh0 = ip6_next_header (iph0);
 175               if (ndh0->icmp.type == ICMP6_neighbor_solicitation)
 176                 vnet_buffer (b0)->l2.shg = 0;
 177             }
 178         }
 179     }
 180   else
 181     {
 182       /*
 183        * For packet from BVI - set SHG of unicast packet from BVI to 0 so it
 184        * is not dropped on output to VXLAN tunnels or other ports with the
 185        * same SHG as that of the BVI.
 186        */
 187       if (PREDICT_FALSE (vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] ==
 188                          L2INPUT_BVI))
 189         vnet_buffer (b0)->l2.shg = 0;
 190     }
 191
 192
 193   if (l2_input_is_bridge (config))
 194     {
 195       /* Do bridge-domain processing */
 196       /* save BD ID for next feature graph nodes */
 197       vnet_buffer (b0)->l2.bd_index = config->bd_index;
 198
 199       /* Save bridge domain and interface seq_num */
 200       vnet_buffer (b0)->l2.l2fib_sn = l2_fib_mk_seq_num
 201         (config->bd_seq_num, config->seq_num);
 202       vnet_buffer (b0)->l2.bd_age = config->bd_mac_age;
 203
 204       /*
 205        * Process bridge domain feature enables.
 206        * To perform learning/flooding/forwarding, the corresponding bit
 207        * must be enabled in both the input interface config and in the
 208        * bridge domain config. In the bd_bitmap, bits for features other
 209        * than learning/flooding/forwarding should always be set.
 210        */
 211       feat_mask = feat_mask & config->bd_feature_bitmap;
 212     }
 213   else if (l2_input_is_xconnect (config))
 214     {
 215       /* Set the output interface */
 216       vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = config->output_sw_if_index;
 217     }
 218   else
 219     feat_mask = L2INPUT_FEAT_DROP;
 220
 221   /* mask out features from bitmap using packet type and bd config */
 222   u32 feature_bitmap = config->feature_bitmap & feat_mask;
 223
 224   /* save for next feature graph nodes */
 225   vnet_buffer (b0)->l2.feature_bitmap = feature_bitmap;
 226
 227   /* Determine the next node */
 228   *next0 = feat_bitmap_get_next_node_index (msm->feat_next_node_index,
 229                                             feature_bitmap);
 230 }
 231
 232 static_always_inline uword
 233 l2input_node_inline (vlib_main_t * vm,
 234                      vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame,
 235                      int do_trace)
 236 {
 237   u32 n_left, *from;
 238   l2input_main_t *msm = &l2input_main;
 239   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 240   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next = nexts;
 241
 242   from = vlib_frame_vector_args (frame);
 243   n_left = frame->n_vectors;    /* number of packets to process */
 244
 245   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left);
 246
 247   while (n_left > 0)
 248     {
 249       while (n_left >= 8)
 250         {
 251           u32 sw_if_index0, sw_if_index1, sw_if_index2, sw_if_index3;
 252
 253           /* Prefetch next iteration. */
 254           {
 255             /* Prefetch the buffer header and packet for the N+2 loop iteration */
 256             vlib_prefetch_buffer_header (b[4], LOAD);
 257             vlib_prefetch_buffer_header (b[5], LOAD);
 258             vlib_prefetch_buffer_header (b[6], LOAD);
 259             vlib_prefetch_buffer_header (b[7], LOAD);
 260
 261             CLIB_PREFETCH (b[4]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 262             CLIB_PREFETCH (b[5]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 263             CLIB_PREFETCH (b[6]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 264             CLIB_PREFETCH (b[7]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 265           }
 266
 267           classify_and_dispatch (msm, b[0], &next[0]);
 268           classify_and_dispatch (msm, b[1], &next[1]);
 269           classify_and_dispatch (msm, b[2], &next[2]);
 270           classify_and_dispatch (msm, b[3], &next[3]);
 271
 272           if (do_trace)
 273             {
 274               /* RX interface handles */
 275               sw_if_index0 = vnet_buffer (b[0])->sw_if_index[VLIB_RX];
 276               sw_if_index1 = vnet_buffer (b[1])->sw_if_index[VLIB_RX];
 277               sw_if_index2 = vnet_buffer (b[2])->sw_if_index[VLIB_RX];
 278               sw_if_index3 = vnet_buffer (b[3])->sw_if_index[VLIB_RX];
 279
 280               if (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 281                 {
 282                   ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 283                   l2input_trace_t *t =
 284                     vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 285                   t->sw_if_index = sw_if_index0;
 286                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[0])->l2.feature_bitmap;
 287                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h0->dst_address,
 288                                     sizeof (h0->dst_address) +
 289                                     sizeof (h0->src_address));
 290                 }
 291               if (b[1]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 292                 {
 293                   ethernet_header_t *h1 = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 294                   l2input_trace_t *t =
 295                     vlib_add_trace (vm, node, b[1], sizeof (*t));
 296                   t->sw_if_index = sw_if_index1;
 297                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[1])->l2.feature_bitmap;
 298                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h1->dst_address,
 299                                     sizeof (h1->dst_address) +
 300                                     sizeof (h1->src_address));
 301                 }
 302               if (b[2]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 303                 {
 304                   ethernet_header_t *h2 = vlib_buffer_get_current (b[2]);
 305                   l2input_trace_t *t =
 306                     vlib_add_trace (vm, node, b[2], sizeof (*t));
 307                   t->sw_if_index = sw_if_index2;
 308                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[2])->l2.feature_bitmap;
 309                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h2->dst_address,
 310                                     sizeof (h2->dst_address) +
 311                                     sizeof (h2->src_address));
 312                 }
 313               if (b[3]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 314                 {
 315                   ethernet_header_t *h3 = vlib_buffer_get_current (b[3]);
 316                   l2input_trace_t *t =
 317                     vlib_add_trace (vm, node, b[3], sizeof (*t));
 318                   t->sw_if_index = sw_if_index3;
 319                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[3])->l2.feature_bitmap;
 320                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h3->dst_address,
 321                                     sizeof (h3->dst_address) +
 322                                     sizeof (h3->src_address));
 323                 }
 324             }
 325
 326           b += 4;
 327           n_left -= 4;
 328           next += 4;
 329         }
 330
 331       while (n_left > 0)
 332         {
 333           classify_and_dispatch (msm, b[0], &next[0]);
 334
 335           if (do_trace && PREDICT_FALSE (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 336             {
 337               ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 338               l2input_trace_t *t =
 339                 vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 340               t->sw_if_index = vnet_buffer (b[0])->sw_if_index[VLIB_RX];
 341               t->feat_mask = vnet_buffer (b[0])->l2.feature_bitmap;
 342               clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h0->dst_address,
 343                                 sizeof (h0->dst_address) +
 344                                 sizeof (h0->src_address));
 345             }
 346
 347           b += 1;
 348           next += 1;
 349           n_left -= 1;
 350         }
 351     }
 352
 353   vlib_node_increment_counter (vm, l2input_node.index,
 354                                L2INPUT_ERROR_L2INPUT, frame->n_vectors);
 355
 356   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
 357
 358   return frame->n_vectors;
 359 }
 360
 361 VLIB_NODE_FN (l2input_node) (vlib_main_t * vm,
 362                              vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame)
 363 {
 364   if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)))
 365     return l2input_node_inline (vm, node, frame, 1 /* do_trace */ );
 366   return l2input_node_inline (vm, node, frame, 0 /* do_trace */ );
 367 }
 368
 369 /* *INDENT-OFF* */
 370 VLIB_REGISTER_NODE (l2input_node) = {
 371   .name = "l2-input",
 372   .vector_size = sizeof (u32),
 373   .format_trace = format_l2input_trace,
 374   .format_buffer = format_ethernet_header_with_length,
 375   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 376
 377   .n_errors = ARRAY_LEN(l2input_error_strings),
 378   .error_strings = l2input_error_strings,
 379
 380   .n_next_nodes = L2INPUT_N_NEXT,
 381
 382   /* edit / add dispositions here */
 383   .next_nodes = {
 384        [L2INPUT_NEXT_LEARN] = "l2-learn",
 385        [L2INPUT_NEXT_FWD]   = "l2-fwd",
 386        [L2INPUT_NEXT_DROP]  = "error-drop",
 387   },
 388 };
 389 /* *INDENT-ON* */
 390
 391 /*
 392  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 393  *
 394  * Local Variables:
 395  * eval: (c-set-style "gnu")
 396  * End:
 397  */