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/ip_packet.h>
  24 #include <vnet/ip/ip4_packet.h>
  25 #include <vnet/ip/ip6_packet.h>
  26 #include <vnet/fib/fib_node.h>
  27 #include <vnet/ethernet/arp_packet.h>
  28 #include <vlib/cli.h>
  29 #include <vnet/l2/l2_input.h>
  30 #include <vnet/l2/l2_output.h>
  31 #include <vnet/l2/feat_bitmap.h>
  32 #include <vnet/l2/l2_bvi.h>
  33 #include <vnet/l2/l2_fib.h>
  34 #include <vnet/l2/l2_bd.h>
  35
  36 #include <vppinfra/error.h>
  37 #include <vppinfra/hash.h>
  38 #include <vppinfra/cache.h>
  39
  40 /**
  41  * @file
  42  * @brief Interface Input Mode (Layer 2 Cross-Connect or Bridge / Layer 3).
  43  *
  44  * This file contains the CLI Commands that modify the input mode of an
  45  * interface. For interfaces in a Layer 2 cross-connect, all packets
  46  * received on one interface will be transmitted to the other. For
  47  * interfaces in a bridge-domain, packets will be forwarded to other
  48  * interfaces in the same bridge-domain based on destination mac address.
  49  * For interfaces in Layer 3 mode, the packets will be routed.
  50  */
  51
  52 typedef struct
  53 {
  54   /* per-pkt trace data */
  55   u8 dst_and_src[12];
  56   u32 next_index;
  57   u32 sw_if_index;
  58   u32 feat_mask;
  59 } l2input_trace_t;
  60
  61 /* packet trace format function */
  62 static u8 *
  63 format_l2input_trace (u8 * s, va_list * args)
  64 {
  65   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  66   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  67   l2input_trace_t *t = va_arg (*args, l2input_trace_t *);
  68
  69   s = format (s, "l2-input: sw_if_index %d dst %U src %U [%U]",
  70               t->sw_if_index,
  71               format_ethernet_address, t->dst_and_src,
  72               format_ethernet_address, t->dst_and_src + 6,
  73               format_l2_input_feature_bitmap, t->feat_mask, 0);
  74   return s;
  75 }
  76
  77 extern l2input_main_t l2input_main;
  78
  79 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  80 l2input_main_t l2input_main;
  81 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
  82
  83 #define foreach_l2input_error                   \
  84 _(L2INPUT,     "L2 input packets")              \
  85 _(DROP,        "L2 input drops")
  86
  87 typedef enum
  88 {
  89 #define _(sym,str) L2INPUT_ERROR_##sym,
  90   foreach_l2input_error
  91 #undef _
  92     L2INPUT_N_ERROR,
  93 } l2input_error_t;
  94
  95 static char *l2input_error_strings[] = {
  96 #define _(sym,string) string,
  97   foreach_l2input_error
  98 #undef _
  99 };
 100
 101 typedef enum
 102 {                               /*  */
 103   L2INPUT_NEXT_LEARN,
 104   L2INPUT_NEXT_FWD,
 105   L2INPUT_NEXT_DROP,
 106   L2INPUT_N_NEXT,
 107 } l2input_next_t;
 108
 109 static_always_inline void
 110 classify_and_dispatch (l2input_main_t * msm, vlib_buffer_t * b0, u16 * next0)
 111 {
 112   /*
 113    * Load L2 input feature struct
 114    * Load bridge domain struct
 115    * Parse ethernet header to determine unicast/mcast/broadcast
 116    * take L2 input stat
 117    * classify packet as IP/UDP/TCP, control, other
 118    * mask feature bitmap
 119    * go to first node in bitmap
 120    * Later: optimize VTM
 121    *
 122    * For L2XC,
 123    *   set tx sw-if-handle
 124    */
 125
 126   u32 feat_mask = ~0;
 127   u32 sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX];
 128   ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b0);
 129
 130   /* Get config for the input interface */
 131   l2_input_config_t *config = vec_elt_at_index (msm->configs, sw_if_index0);
 132
 133   /* Save split horizon group */
 134   vnet_buffer (b0)->l2.shg = config->shg;
 135
 136   /* determine layer2 kind for stat and mask */
 137   if (PREDICT_FALSE (ethernet_address_cast (h0->dst_address)))
 138     {
 139       u8 *l3h0 = (u8 *) h0 + vnet_buffer (b0)->l2.l2_len;
 140
 141 #define get_u16(addr) ( *((u16 *)(addr)) )
 142       u16 ethertype = clib_net_to_host_u16 (get_u16 (l3h0 - 2));
 143       u8 protocol = ((ip6_header_t *) l3h0)->protocol;
 144
 145       /* Disable bridge forwarding (flooding will execute instead if not xconnect) */
 146       feat_mask &= ~(L2INPUT_FEAT_FWD |
 147                      L2INPUT_FEAT_UU_FLOOD |
 148                      L2INPUT_FEAT_UU_FWD | L2INPUT_FEAT_GBP_FWD);
 149
 150       if (ethertype != ETHERNET_TYPE_ARP)
 151         feat_mask &= ~(L2INPUT_FEAT_ARP_UFWD);
 152
 153       /* Disable ARP-term for non-ARP and non-ICMP6 packet */
 154       if (ethertype != ETHERNET_TYPE_ARP &&
 155           (ethertype != ETHERNET_TYPE_IP6 || protocol != IP_PROTOCOL_ICMP6))
 156         feat_mask &= ~(L2INPUT_FEAT_ARP_TERM);
 157       /*
 158        * For packet from BVI - set SHG of ARP request or ICMPv6 neighbor
 159        * solicitation packet from BVI to 0 so it can also flood to VXLAN
 160        * tunnels or other ports with the same SHG as that of the BVI.
 161        */
 162       else if (PREDICT_FALSE (vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] ==
 163                               L2INPUT_BVI))
 164         {
 165           if (ethertype == ETHERNET_TYPE_ARP)
 166             {
 167               ethernet_arp_header_t *arp0 = (ethernet_arp_header_t *) l3h0;
 168               if (arp0->opcode ==
 169                   clib_host_to_net_u16 (ETHERNET_ARP_OPCODE_request))
 170                 vnet_buffer (b0)->l2.shg = 0;
 171             }
 172           else                  /* must be ICMPv6 */
 173             {
 174               ip6_header_t *iph0 = (ip6_header_t *) l3h0;
 175               icmp6_neighbor_solicitation_or_advertisement_header_t *ndh0;
 176               ndh0 = ip6_next_header (iph0);
 177               if (ndh0->icmp.type == ICMP6_neighbor_solicitation)
 178                 vnet_buffer (b0)->l2.shg = 0;
 179             }
 180         }
 181     }
 182   else
 183     {
 184       /*
 185        * For packet from BVI - set SHG of unicast packet from BVI to 0 so it
 186        * is not dropped on output to VXLAN tunnels or other ports with the
 187        * same SHG as that of the BVI.
 188        */
 189       if (PREDICT_FALSE (vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] ==
 190                          L2INPUT_BVI))
 191         vnet_buffer (b0)->l2.shg = 0;
 192     }
 193
 194
 195   if (l2_input_is_bridge (config))
 196     {
 197       /* Do bridge-domain processing */
 198       /* save BD ID for next feature graph nodes */
 199       vnet_buffer (b0)->l2.bd_index = config->bd_index;
 200
 201       /* Save bridge domain and interface seq_num */
 202       vnet_buffer (b0)->l2.l2fib_sn = l2_fib_mk_seq_num
 203         (config->bd_seq_num, config->seq_num);
 204       vnet_buffer (b0)->l2.bd_age = config->bd_mac_age;
 205
 206       /*
 207        * Process bridge domain feature enables.
 208        * To perform learning/flooding/forwarding, the corresponding bit
 209        * must be enabled in both the input interface config and in the
 210        * bridge domain config. In the bd_bitmap, bits for features other
 211        * than learning/flooding/forwarding should always be set.
 212        */
 213       feat_mask = feat_mask & config->bd_feature_bitmap;
 214     }
 215   else if (l2_input_is_xconnect (config))
 216     {
 217       /* Set the output interface */
 218       vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = config->output_sw_if_index;
 219     }
 220   else
 221     feat_mask = L2INPUT_FEAT_DROP;
 222
 223   /* mask out features from bitmap using packet type and bd config */
 224   u32 feature_bitmap = config->feature_bitmap & feat_mask;
 225
 226   /* save for next feature graph nodes */
 227   vnet_buffer (b0)->l2.feature_bitmap = feature_bitmap;
 228
 229   /* Determine the next node */
 230   *next0 = feat_bitmap_get_next_node_index (msm->feat_next_node_index,
 231                                             feature_bitmap);
 232 }
 233
 234 static_always_inline uword
 235 l2input_node_inline (vlib_main_t * vm,
 236                      vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame,
 237                      int do_trace)
 238 {
 239   u32 n_left, *from;
 240   l2input_next_t next_index;
 241   l2input_main_t *msm = &l2input_main;
 242   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 243   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next = nexts;
 244
 245   from = vlib_frame_vector_args (frame);
 246   n_left = frame->n_vectors;    /* number of packets to process */
 247   next_index = node->cached_next_index;
 248
 249   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left);
 250
 251   while (n_left > 0)
 252     {
 253       while (n_left >= 8)
 254         {
 255           u32 sw_if_index0, sw_if_index1, sw_if_index2, sw_if_index3;
 256
 257           /* Prefetch next iteration. */
 258           {
 259             /* Prefetch the buffer header and packet for the N+2 loop iteration */
 260             vlib_prefetch_buffer_header (b[4], LOAD);
 261             vlib_prefetch_buffer_header (b[5], LOAD);
 262             vlib_prefetch_buffer_header (b[6], LOAD);
 263             vlib_prefetch_buffer_header (b[7], LOAD);
 264
 265             CLIB_PREFETCH (b[4]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 266             CLIB_PREFETCH (b[5]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 267             CLIB_PREFETCH (b[6]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 268             CLIB_PREFETCH (b[7]->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 269           }
 270
 271           classify_and_dispatch (msm, b[0], &next[0]);
 272           classify_and_dispatch (msm, b[1], &next[1]);
 273           classify_and_dispatch (msm, b[2], &next[2]);
 274           classify_and_dispatch (msm, b[3], &next[3]);
 275
 276           if (do_trace)
 277             {
 278               /* RX interface handles */
 279               sw_if_index0 = vnet_buffer (b[0])->sw_if_index[VLIB_RX];
 280               sw_if_index1 = vnet_buffer (b[1])->sw_if_index[VLIB_RX];
 281               sw_if_index2 = vnet_buffer (b[2])->sw_if_index[VLIB_RX];
 282               sw_if_index3 = vnet_buffer (b[3])->sw_if_index[VLIB_RX];
 283
 284               if (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 285                 {
 286                   ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 287                   l2input_trace_t *t =
 288                     vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 289                   t->sw_if_index = sw_if_index0;
 290                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[0])->l2.feature_bitmap;
 291                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h0->dst_address,
 292                                     sizeof (h0->dst_address) +
 293                                     sizeof (h0->src_address));
 294                 }
 295               if (b[1]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 296                 {
 297                   ethernet_header_t *h1 = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 298                   l2input_trace_t *t =
 299                     vlib_add_trace (vm, node, b[1], sizeof (*t));
 300                   t->sw_if_index = sw_if_index1;
 301                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[1])->l2.feature_bitmap;
 302                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h1->dst_address,
 303                                     sizeof (h1->dst_address) +
 304                                     sizeof (h1->src_address));
 305                 }
 306               if (b[2]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 307                 {
 308                   ethernet_header_t *h2 = vlib_buffer_get_current (b[2]);
 309                   l2input_trace_t *t =
 310                     vlib_add_trace (vm, node, b[2], sizeof (*t));
 311                   t->sw_if_index = sw_if_index2;
 312                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[2])->l2.feature_bitmap;
 313                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h2->dst_address,
 314                                     sizeof (h2->dst_address) +
 315                                     sizeof (h2->src_address));
 316                 }
 317               if (b[3]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 318                 {
 319                   ethernet_header_t *h3 = vlib_buffer_get_current (b[3]);
 320                   l2input_trace_t *t =
 321                     vlib_add_trace (vm, node, b[3], sizeof (*t));
 322                   t->sw_if_index = sw_if_index3;
 323                   t->feat_mask = vnet_buffer (b[3])->l2.feature_bitmap;
 324                   clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h3->dst_address,
 325                                     sizeof (h3->dst_address) +
 326                                     sizeof (h3->src_address));
 327                 }
 328             }
 329
 330           b += 4;
 331           n_left -= 4;
 332           next += 4;
 333         }
 334
 335       while (n_left > 0)
 336         {
 337           classify_and_dispatch (msm, b[0], &next[0]);
 338
 339           if (do_trace && PREDICT_FALSE (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 340             {
 341               ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 342               l2input_trace_t *t =
 343                 vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 344               t->sw_if_index = vnet_buffer (b[0])->sw_if_index[VLIB_RX];
 345               t->feat_mask = vnet_buffer (b[0])->l2.feature_bitmap;
 346               clib_memcpy_fast (t->dst_and_src, h0->dst_address,
 347                                 sizeof (h0->dst_address) +
 348                                 sizeof (h0->src_address));
 349             }
 350
 351           b += 1;
 352           next += 1;
 353           n_left -= 1;
 354         }
 355     }
 356
 357   vlib_node_increment_counter (vm, l2input_node.index,
 358                                L2INPUT_ERROR_L2INPUT, frame->n_vectors);
 359
 360   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
 361
 362   return frame->n_vectors;
 363 }
 364
 365 VLIB_NODE_FN (l2input_node) (vlib_main_t * vm,
 366                              vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame)
 367 {
 368   if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)))
 369     return l2input_node_inline (vm, node, frame, 1 /* do_trace */ );
 370   return l2input_node_inline (vm, node, frame, 0 /* do_trace */ );
 371 }
 372
 373 /* *INDENT-OFF* */
 374 VLIB_REGISTER_NODE (l2input_node) = {
 375   .name = "l2-input",
 376   .vector_size = sizeof (u32),
 377   .format_trace = format_l2input_trace,
 378   .format_buffer = format_ethernet_header_with_length,
 379   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 380
 381   .n_errors = ARRAY_LEN(l2input_error_strings),
 382   .error_strings = l2input_error_strings,
 383
 384   .n_next_nodes = L2INPUT_N_NEXT,
 385
 386   /* edit / add dispositions here */
 387   .next_nodes = {
 388        [L2INPUT_NEXT_LEARN] = "l2-learn",
 389        [L2INPUT_NEXT_FWD]   = "l2-fwd",
 390        [L2INPUT_NEXT_DROP]  = "error-drop",
 391   },
 392 };
 393 /* *INDENT-ON* */
 394
 395 /*
 396  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 397  *
 398  * Local Variables:
 399  * eval: (c-set-style "gnu")
 400  * End:
 401  */