src/vnet/vxlan/encap.c

   1
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16 #include <vppinfra/error.h>
  17 #include <vppinfra/hash.h>
  18 #include <vnet/vnet.h>
  19 #include <vnet/ip/ip.h>
  20 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  21 #include <vnet/vxlan/vxlan.h>
  22 #include <vnet/qos/qos_types.h>
  23 #include <vnet/adj/rewrite.h>
  24
  25 /* Statistics (not all errors) */
  26 #define foreach_vxlan_encap_error    \
  27 _(ENCAPSULATED, "good packets encapsulated")
  28
  29 static char * vxlan_encap_error_strings[] = {
  30 #define _(sym,string) string,
  31   foreach_vxlan_encap_error
  32 #undef _
  33 };
  34
  35 typedef enum {
  36 #define _(sym,str) VXLAN_ENCAP_ERROR_##sym,
  37     foreach_vxlan_encap_error
  38 #undef _
  39     VXLAN_ENCAP_N_ERROR,
  40 } vxlan_encap_error_t;
  41
  42 typedef enum {
  43     VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP,
  44     VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
  45 } vxlan_encap_next_t;
  46
  47 typedef struct {
  48   u32 tunnel_index;
  49   u32 vni;
  50 } vxlan_encap_trace_t;
  51
  52 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  53 u8 * format_vxlan_encap_trace (u8 * s, va_list * args)
  54 {
  55   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  56   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  57   vxlan_encap_trace_t * t
  58       = va_arg (*args, vxlan_encap_trace_t *);
  59
  60   s = format (s, "VXLAN encap to vxlan_tunnel%d vni %d",
  61               t->tunnel_index, t->vni);
  62   return s;
  63 }
  64 #endif
  65
  66 always_inline uword
  67 vxlan_encap_inline (vlib_main_t * vm,
  68                     vlib_node_runtime_t * node,
  69                     vlib_frame_t * from_frame,
  70                     u8 is_ip4, u8 csum_offload)
  71 {
  72   u32 n_left_from, next_index, * from, * to_next;
  73   vxlan_main_t * vxm = &vxlan_main;
  74   vnet_main_t * vnm = vxm->vnet_main;
  75   vnet_interface_main_t * im = &vnm->interface_main;
  76   vlib_combined_counter_main_t * tx_counter =
  77       im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX;
  78   u32 pkts_encapsulated = 0;
  79   u32 thread_index = vlib_get_thread_index();
  80   u32 sw_if_index0 = 0, sw_if_index1 = 0;
  81   u32 next0 = 0, next1 = 0;
  82   vxlan_tunnel_t * t0 = NULL, * t1 = NULL;
  83   index_t dpoi_idx0 = INDEX_INVALID, dpoi_idx1 = INDEX_INVALID;
  84   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE];
  85   vlib_buffer_t **b = bufs;
  86
  87   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
  88   n_left_from = from_frame->n_vectors;
  89
  90   next_index = node->cached_next_index;
  91
  92   STATIC_ASSERT_SIZEOF(ip6_vxlan_header_t, 56);
  93   STATIC_ASSERT_SIZEOF(ip4_vxlan_header_t, 36);
  94
  95   u8 const underlay_hdr_len = is_ip4 ?
  96     sizeof(ip4_vxlan_header_t) : sizeof(ip6_vxlan_header_t);
  97   u16 const l3_len = is_ip4 ? sizeof(ip4_header_t) : sizeof(ip6_header_t);
  98   u32 const csum_flags = is_ip4 ? VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM |
  99       VNET_BUFFER_F_IS_IP4 | VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM :
 100       VNET_BUFFER_F_IS_IP6 | VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM;
 101   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
 102
 103   while (n_left_from > 0)
 104     {
 105       u32 n_left_to_next;
 106
 107       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index,
 108                            to_next, n_left_to_next);
 109
 110       while (n_left_from >= 4 && n_left_to_next >= 2)
 111         {
 112           /* Prefetch next iteration. */
 113           {
 114             vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 115             vlib_prefetch_buffer_header (b[3], LOAD);
 116
 117             CLIB_PREFETCH (b[2]->data - CLIB_CACHE_LINE_BYTES, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 118             CLIB_PREFETCH (b[3]->data - CLIB_CACHE_LINE_BYTES, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 119           }
 120
 121           u32 bi0 = to_next[0] = from[0];
 122           u32 bi1 = to_next[1] = from[1];
 123           from += 2;
 124           to_next += 2;
 125           n_left_to_next -= 2;
 126           n_left_from -= 2;
 127
 128           vlib_buffer_t * b0 = b[0];
 129           vlib_buffer_t * b1 = b[1];
 130           b += 2;
 131
 132           u32 flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash (b0);
 133           u32 flow_hash1 = vnet_l2_compute_flow_hash (b1);
 134
 135           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 136           if (sw_if_index0 != vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX])
 137             {
 138               sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 139               vnet_hw_interface_t *hi0 =
 140                   vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 141               t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 142               /* Note: change to always set next0 if it may set to drop */
 143               next0 = t0->next_dpo.dpoi_next_node;
 144               dpoi_idx0 = t0->next_dpo.dpoi_index;
 145             }
 146
 147           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 148           if (sw_if_index1 != vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX])
 149             {
 150               if (sw_if_index0 == vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX])
 151                 {
 152                   sw_if_index1 = sw_if_index0;
 153                   t1 = t0;
 154                   next1 = next0;
 155                   dpoi_idx1 = dpoi_idx0;
 156                 }
 157               else
 158                 {
 159                   sw_if_index1 = vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX];
 160                   vnet_hw_interface_t *hi1 =
 161                       vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index1);
 162                   t1 = &vxm->tunnels[hi1->dev_instance];
 163                   /* Note: change to always set next1 if it may set to drop */
 164                   next1 = t1->next_dpo.dpoi_next_node;
 165                   dpoi_idx1 = t1->next_dpo.dpoi_index;
 166                 }
 167             }
 168
 169           vnet_buffer(b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = dpoi_idx0;
 170           vnet_buffer(b1)->ip.adj_index[VLIB_TX] = dpoi_idx1;
 171
 172           ASSERT(t0->rewrite_header.data_bytes == underlay_hdr_len);
 173           ASSERT(t1->rewrite_header.data_bytes == underlay_hdr_len);
 174           vnet_rewrite_two_headers(*t0, *t1, vlib_buffer_get_current(b0), vlib_buffer_get_current(b1), underlay_hdr_len);
 175
 176           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 177           vlib_buffer_advance (b1, -underlay_hdr_len);
 178
 179           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 180           u32 len1 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b1);
 181           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 182           u16 payload_l1 = clib_host_to_net_u16 (len1 - l3_len);
 183
 184           void * underlay0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 185           void * underlay1 = vlib_buffer_get_current(b1);
 186
 187           ip4_header_t * ip4_0, * ip4_1;
 188           qos_bits_t ip4_0_tos = 0, ip4_1_tos = 0;
 189           ip6_header_t * ip6_0, * ip6_1;
 190           udp_header_t * udp0, * udp1;
 191           u8 * l3_0, * l3_1;
 192           if (is_ip4)
 193             {
 194               ip4_vxlan_header_t * hdr0 = underlay0;
 195               ip4_vxlan_header_t * hdr1 = underlay1;
 196
 197               /* Fix the IP4 checksum and length */
 198               ip4_0 = &hdr0->ip4;
 199               ip4_1 = &hdr1->ip4;
 200               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 201               ip4_1->length = clib_host_to_net_u16 (len1);
 202
 203               if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 204                 {
 205                   ip4_0_tos = vnet_buffer2 (b0)->qos.bits;
 206                   ip4_0->tos = ip4_0_tos;
 207                 }
 208               if (PREDICT_FALSE (b1->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 209                 {
 210                   ip4_1_tos = vnet_buffer2 (b1)->qos.bits;
 211                   ip4_1->tos = ip4_1_tos;
 212                 }
 213
 214               l3_0 = (u8 *)ip4_0;
 215               l3_1 = (u8 *)ip4_1;
 216               udp0 = &hdr0->udp;
 217               udp1 = &hdr1->udp;
 218             }
 219           else /* ipv6 */
 220             {
 221               ip6_vxlan_header_t * hdr0 = underlay0;
 222               ip6_vxlan_header_t * hdr1 = underlay1;
 223
 224               /* Fix IP6 payload length */
 225               ip6_0 = &hdr0->ip6;
 226               ip6_1 = &hdr1->ip6;
 227               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 228               ip6_1->payload_length = payload_l1;
 229
 230               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 231               l3_1 = (u8 *)ip6_1;
 232               udp0 = &hdr0->udp;
 233               udp1 = &hdr1->udp;
 234             }
 235
 236           /* Fix UDP length  and set source port */
 237           udp0->length = payload_l0;
 238           udp0->src_port = flow_hash0;
 239           udp1->length = payload_l1;
 240           udp1->src_port = flow_hash1;
 241
 242           if (csum_offload)
 243             {
 244               b0->flags |= csum_flags;
 245               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 246               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 247               b1->flags |= csum_flags;
 248               vnet_buffer (b1)->l3_hdr_offset = l3_1 - b1->data;
 249               vnet_buffer (b1)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp1 - b1->data;
 250             }
 251           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 252           else if (is_ip4)
 253             {
 254               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 255               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 256                   length /* changed member */);
 257               if (PREDICT_FALSE (ip4_0_tos))
 258                 {
 259                   sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0_tos, ip4_header_t,
 260                       tos /* changed member */);
 261                 }
 262               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 263               ip_csum_t sum1 = ip4_1->checksum;
 264               sum1 = ip_csum_update (sum1, 0, ip4_1->length, ip4_header_t,
 265                   length /* changed member */);
 266               if (PREDICT_FALSE (ip4_1_tos))
 267                 {
 268                   sum1 = ip_csum_update (sum1, 0, ip4_1_tos, ip4_header_t,
 269                       tos /* changed member */);
 270                 }
 271               ip4_1->checksum = ip_csum_fold (sum1);
 272             }
 273           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 274           else
 275             {
 276               int bogus = 0;
 277
 278               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 279                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 280               ASSERT(bogus == 0);
 281               if (udp0->checksum == 0)
 282                 udp0->checksum = 0xffff;
 283               udp1->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 284                 (vm, b1, ip6_1, &bogus);
 285               ASSERT(bogus == 0);
 286               if (udp1->checksum == 0)
 287                 udp1->checksum = 0xffff;
 288             }
 289
 290         /* save inner packet flow_hash for load-balance node */
 291         vnet_buffer (b0)->ip.flow_hash = flow_hash0;
 292         vnet_buffer (b1)->ip.flow_hash = flow_hash1;
 293
 294         if (sw_if_index0 == sw_if_index1)
 295         {
 296           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 297               sw_if_index0, 2, len0 + len1);
 298         }
 299         else
 300         {
 301           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 302               sw_if_index0, 1, len0);
 303           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 304               sw_if_index1, 1, len1);
 305         }
 306           pkts_encapsulated += 2;
 307
 308           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 309             {
 310               vxlan_encap_trace_t *tr =
 311                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 312               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 313               tr->vni = t0->vni;
 314            }
 315
 316           if (PREDICT_FALSE(b1->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 317             {
 318               vxlan_encap_trace_t *tr =
 319                 vlib_add_trace (vm, node, b1, sizeof (*tr));
 320               tr->tunnel_index = t1 - vxm->tunnels;
 321               tr->vni = t1->vni;
 322             }
 323
 324           vlib_validate_buffer_enqueue_x2 (vm, node, next_index,
 325                                            to_next, n_left_to_next,
 326                                            bi0, bi1, next0, next1);
 327         }
 328
 329       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 330         {
 331           u32 bi0 = to_next[0] = from[0];
 332           from += 1;
 333           to_next += 1;
 334           n_left_from -= 1;
 335           n_left_to_next -= 1;
 336
 337           vlib_buffer_t * b0 = b[0];
 338           b += 1;
 339
 340           u32 flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash(b0);
 341
 342           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 343           if (sw_if_index0 != vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX])
 344             {
 345               sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 346               vnet_hw_interface_t *hi0 =
 347                   vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 348               t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 349               /* Note: change to always set next0 if it may be set to drop */
 350               next0 = t0->next_dpo.dpoi_next_node;
 351               dpoi_idx0 = t0->next_dpo.dpoi_index;
 352             }
 353           vnet_buffer(b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = dpoi_idx0;
 354
 355           ASSERT(t0->rewrite_header.data_bytes == underlay_hdr_len);
 356           vnet_rewrite_one_header(*t0, vlib_buffer_get_current(b0), underlay_hdr_len);
 357
 358           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 359           void * underlay0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 360
 361           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 362           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 363
 364           udp_header_t * udp0;
 365           ip4_header_t * ip4_0;
 366           qos_bits_t ip4_0_tos = 0;
 367           ip6_header_t * ip6_0;
 368           u8 * l3_0;
 369           if (is_ip4)
 370             {
 371               ip4_vxlan_header_t * hdr = underlay0;
 372
 373               /* Fix the IP4 checksum and length */
 374               ip4_0 = &hdr->ip4;
 375               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 376
 377               if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 378                 {
 379                   ip4_0_tos = vnet_buffer2 (b0)->qos.bits;
 380                   ip4_0->tos = ip4_0_tos;
 381                 }
 382
 383               l3_0 = (u8*)ip4_0;
 384               udp0 = &hdr->udp;
 385             }
 386           else /* ip6 path */
 387             {
 388               ip6_vxlan_header_t * hdr = underlay0;
 389
 390               /* Fix IP6 payload length */
 391               ip6_0 = &hdr->ip6;
 392               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 393
 394               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 395               udp0 = &hdr->udp;
 396             }
 397
 398           /* Fix UDP length  and set source port */
 399           udp0->length = payload_l0;
 400           udp0->src_port = flow_hash0;
 401
 402           if (csum_offload)
 403             {
 404               b0->flags |= csum_flags;
 405               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 406               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 407             }
 408           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 409           else if (is_ip4)
 410             {
 411               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 412               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 413                   length /* changed member */);
 414               if (PREDICT_FALSE (ip4_0_tos))
 415                 {
 416                   sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0_tos, ip4_header_t,
 417                       tos /* changed member */);
 418                 }
 419               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 420             }
 421           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 422           else
 423             {
 424               int bogus = 0;
 425
 426               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 427                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 428               ASSERT(bogus == 0);
 429               if (udp0->checksum == 0)
 430                 udp0->checksum = 0xffff;
 431             }
 432
 433           /* reuse inner packet flow_hash for load-balance node */
 434           vnet_buffer (b0)->ip.flow_hash = flow_hash0;
 435
 436           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 437               sw_if_index0, 1, len0);
 438           pkts_encapsulated ++;
 439
 440           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 441             {
 442               vxlan_encap_trace_t *tr =
 443                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 444               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 445               tr->vni = t0->vni;
 446             }
 447           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 448                                            to_next, n_left_to_next,
 449                                            bi0, next0);
 450         }
 451
 452       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 453     }
 454
 455   /* Do we still need this now that tunnel tx stats is kept? */
 456   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 457                                VXLAN_ENCAP_ERROR_ENCAPSULATED,
 458                                pkts_encapsulated);
 459
 460   return from_frame->n_vectors;
 461 }
 462
 463 VLIB_NODE_FN (vxlan4_encap_node) (vlib_main_t * vm,
 464               vlib_node_runtime_t * node,
 465               vlib_frame_t * from_frame)
 466 {
 467   /* Disable chksum offload as setup overhead in tx node is not worthwhile
 468      for ip4 header checksum only, unless udp checksum is also required */
 469   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 1,
 470                              /* csum_offload */ 0);
 471 }
 472
 473 VLIB_NODE_FN (vxlan6_encap_node) (vlib_main_t * vm,
 474               vlib_node_runtime_t * node,
 475               vlib_frame_t * from_frame)
 476 {
 477   /* Enable checksum offload for ip6 as udp checksum is mandatory, */
 478   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 0,
 479                              /* csum_offload */ 1);
 480 }
 481
 482 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan4_encap_node) = {
 483   .name = "vxlan4-encap",
 484   .vector_size = sizeof (u32),
 485   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 486   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 487   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 488   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 489   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 490   .next_nodes = {
 491         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 492   },
 493 };
 494
 495 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan6_encap_node) = {
 496   .name = "vxlan6-encap",
 497   .vector_size = sizeof (u32),
 498   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 499   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 500   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 501   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 502   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 503   .next_nodes = {
 504         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 505   },
 506 };
 507